开关电源毕业答辩PPT模版.ppt 19页

'开关电源毕业设计答辩人：王建军导师：贺超教授 开关电源毕业设计目录1课题背景、选题意义及发展方向2系统整体方案分析选择3组合式开关电源原理示意图4关键技术：PWM技术和PID技术6结论与启示5开关电源核心—Buck变换器和推挽式变换器 内容摘要开关电源因其高效节能引起社会各方面的重视，现已成为通用开关电源、专用开关电源及特种开关电源优选集成电路。多年来对开关电源的核心单元—控制电路实现集成化是开关电源的发展方向，因此开关电源研究有很大的研究价值。本文通过节能型恒流开关电源的工作原理，根据方案设计技术参数，给出了整体电路设计的理论依据；然后根据设计要求提出了整体电路的实现架构，并且阐述了整体电路工作原理和子电路的性能要求。介绍了输入整流与滤波、变压器、功率开关管、控制器、保护电路、电流电压反馈网络、输出整流续流与滤波、稳压恒流输出模块。最后，应用Multisim仿真软件对子电路模块和整体电路进行功能仿真验证，仿真结果满足要求，进一步验证理论分析和设计的正确性，也是设计理论与实践相结合的一次有价值的尝试。关键词：开关电源；整流；仿真 开关电源毕业设计课题背景及选题意义 课题背景、选题意义及发展方向随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多。当今，我们的生活离不开各种电器，工业生产，科研也离不开各种各样功能各异的电器设备。这些设备工作的一个重要的基础部分是电源，往往一个电源的工作好坏，性能优劣，就决定一个电器设备的寿命及效率。有一些资料统计可知，一般电源设备的故障60%来自电源。电源是向负载提供优质电能的供电设备，是工业的基础。因此开关电源的研制开发工作显得尤为重要。电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术学科的边缘交叉技术。随着科学技术的发展，电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等领域密切相关。因此，电源技术已发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。 开关电源毕业设计系统整体方案分析选择 系统整体方案分析选择开关电源作为一种高效、轻型、高性能的电源已广泛用于家用电器、电子计算机、变频器等电子设备中。而在变频器中的广泛应用更显其本色。变频器的控制回路、驱动回路、保护回路、检测电路等需要十余种相互隔离的电源。采用开关电源后,可以使变频器体积小、重量轻、功耗低、稳压范围宽,大大地改善了装置的控制可靠性及保护性能。开关电源的种类很多,不同容量等级的变频器采用不同形式的开关电源。根据我们研制的交流变频调速系统的特点,要求开关电源适应范围为50V~330V,且在输入电压低至50V时仍然能输出满功率,显然常规的开关电源不具备这样宽的调节范围。为此,采用由斩波器和推挽式变换器组成的两级组合式开关电源作为装置的各种控制电源，可实现多路输出和多种保护。通过电流模式控制，通过对Buck电路建模，在MATLAB上进行仿真，来验证设计思路的正确性和可行性。建模主要是PWM和系统的开环传递函数。 开关电源毕业设计开关电源原理示意图 [原理]组合式开关电源原理示意图所示。该电源主要由两级组成:第一级是降压斩波器,通过PWM控制V2管的开通和关断,使输入电压(取自主回路中间直流电压)在50V~330V范围内能够输出稳定直流24V电压。该24V电源用于后一级变换器的输入以及交流变频调速装置的风扇和电机磁闸电源。第二级变换器实际上是将直流24V重新凋制,控制V3,V4交替导通和关断,把24V直流电压变换成高频交流电压,经高频变压器副边输出多组装置所需的各种电压和驱动所需的方波电压。为了保证在送电初期电源能正常工作,特设置了初始电源产生电路。在斩波器稳定输出24V后,初始电源退出工作,由电源本身提供工作电源。注：图中所示的V2、V3、V4指通用的开关管不一定是功率晶体管。电源控制回路采用UC系列集成电流控制芯片UC3842，UC3846作为控制芯片。可实现精确控制，提高电源的可靠性并可方便的实现保护电路的设计。组合式开关电源原理示意图图2.1组合式开关电源原理示意图 开关电源毕业设计关键技术：PWM技术和PID技术 关键技术：PWM技术和PID技术PWM技术PWM（PulseWidthModulation）控制就是脉宽调制技术：即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）。它是利用微控制器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量、通信、功率控制与变换等许多领域。特点：开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。小米创始人，雷军 关键技术：PWM技术和PID技术PID技术PID控制是根据偏差的比例P、积分I、微分D进行控制，是控制系统中应用最为广泛的一种控制规律。通过调整比例、积分和微分三项参数，使得大多数工业控制系统获得良好的闭环控制性能。PID控制的本质是一个二阶线性控制器，其优点：1、技术纯熟；2、已被人们熟悉和掌握；3、不需要建立数学模型；4、控制效果好；5、消除系统稳定误差。小米创始人，雷军 开关电源毕业设计开关电源核心—Buck变换器和推挽式变换器 Buck变换器Buck工作原理BUCK变换器又称降压变换器，它是一种对输入输出电压进行降压变换直流斩波器，即输出电压低于输入电压。其基本结构如图3.1所示。图3.1Buck变换器电路工作过程：当主开关Tr导通，如图3.2所示，is=流过电感线圈L，电流线性增加在负载R上流过电流Io，两端输出电压Vo，极性上正下负。当is>i。时，电容在充电状态。这时二极管D承受反向电压而截止。经时间D1Ts后，如图3.3所示主开关Tr截止，由于电感L中的磁场将改变L两端的电压极性，以保持其电流不变。负载两端电压仍是上正下负。在