武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告1、目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）目前我國通信、信息、家電和國防等領(lǐng)域的電源普遍采用高頻開關(guān)電源，相控電源將逐漸被淘汰。國內(nèi)開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展，基本上起源于20世紀(jì)70年代末和80年代初。當(dāng)時(shí)引進(jìn)的開關(guān)電源技術(shù)，在高等院校和一些科研院所停留在實(shí)驗(yàn)開發(fā)和教學(xué)階段。20世紀(jì)80年代中期開關(guān)電源產(chǎn)品開始推廣和應(yīng)用。20世紀(jì)80年代開關(guān)電源的特點(diǎn)是采用20KHZ脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，效率可達(dá)6570。經(jīng)過20多年的不斷發(fā)展，開關(guān)電源技術(shù)有了重大進(jìn)步和突破。新型功率器件的開發(fā)促進(jìn)了開關(guān)電源的高頻化，功率MOSFET和IGBT可使小型開關(guān)電源的工作頻率達(dá)到400KHZAC/DC或1MHZDC/DC軟開關(guān)技術(shù)使高頻開關(guān)電源的實(shí)現(xiàn)有了可能，它不僅可以減少電源的體積和重量，而且提高了電源的效率（國產(chǎn)6KW通信開關(guān)電源采用軟開關(guān)技術(shù)，效率可達(dá)93）；控制技術(shù)的發(fā)展以及專用控制芯片的生產(chǎn)，不僅使電源電路大幅度簡化，而且使開關(guān)電源的動(dòng)態(tài)性能和可靠性大大提高；有源功率因數(shù)校正技術(shù)（APFC）的開發(fā)，提高了AC/DC開關(guān)電源的功率因數(shù)，既治理了電網(wǎng)的諧波污染，又提高了開關(guān)電源的整體效率。新型磁性材料和新型變壓器的開發(fā)、新型電容器和EMI濾波器技術(shù)的進(jìn)步以及專用集成控制芯片的研制成功，使開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)了小型化，并提高了EMC性能。微處理器監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，提高了電源的可靠性，也適應(yīng)了市場對其智能化的要求。新型半導(dǎo)體器件的發(fā)展是開關(guān)電源技術(shù)進(jìn)步的龍頭。目前正在研究高性能的碳化硅半導(dǎo)體器件，一旦開發(fā)成功，對電源技術(shù)的影響將是革命性的。此外，平面變壓器、壓電變壓器及新型電容器等元器件的發(fā)展，也將對電源技術(shù)的發(fā)展起到重要作用。另外，集成化是開關(guān)電源的一個(gè)重要發(fā)展方向。通過控制電路的集成、驅(qū)動(dòng)電路的集成以及保護(hù)電路的集成，最后達(dá)到整機(jī)的集成化生產(chǎn)。集成化和模塊化減少了外部連線和焊接，提高了設(shè)備的可靠性，縮小了電源的體積，減輕了重量?？傊仡欓_關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展過程，可以看到，高效率、小型化、集成化、智能化以及高可靠性是大勢所趨，也是今后的發(fā)展方向，因此高頻開關(guān)電源的發(fā)展很具研究意義在開關(guān)電源領(lǐng)域，我國的民族產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)一直占有舉足輕重的地位。在開關(guān)電源應(yīng)用的起步階段，很多生產(chǎn)廠家采取的都是小作坊的生產(chǎn)模式。經(jīng)過20余年的不懈努力，逐步向大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，產(chǎn)品也從單一品種走向系列化?，F(xiàn)在，我國已形成一批上億元甚至10億元以上產(chǎn)值的電源企業(yè)，有些產(chǎn)品已進(jìn)入國際市場。這是我國開關(guān)電源技術(shù)不斷成熟的表現(xiàn)。從技術(shù)上看，幾十年來推動(dòng)開關(guān)電源性能和技術(shù)水平不斷提高的主要標(biāo)志如下所述新型高頻功率半導(dǎo)體器件的開發(fā)使實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源高頻化有了可能，功率MOSFET和IGBT已完全可以取代功率晶體管和晶閘管，從而使中小型開關(guān)電源工作頻率可以達(dá)到400KHZACDC和1MHZDCDC的水平。超快恢復(fù)功率極管，MOSFET同步整流技術(shù)的開發(fā)也使高效低電壓輸出例如3V開關(guān)電源的研制有了可能。現(xiàn)在正在探索研制耐高溫的高性能炭化硅功率半導(dǎo)體器件。軟開關(guān)技術(shù)使高頻率開關(guān)變換器的實(shí)現(xiàn)有了可能，PWM開關(guān)電源按硬開關(guān)模式工作開/關(guān)過程中電壓下降/上升和電流上升/下降波形有交疊，因而開關(guān)損耗大。開關(guān)電源高頻化可以縮減體積重量，但開關(guān)損耗卻更大了功率與頻率成正比。為此必須研究開關(guān)電壓/電流波形不交疊的技術(shù)，即所謂零電壓開關(guān)ZVS/零電流開關(guān)ZCS技術(shù)，或稱軟開關(guān)技術(shù)。小功率軟開關(guān)電源效率可以提高到8085。70年代諧振開關(guān)電源奠定了軟開關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)，以后新的軟開關(guān)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如準(zhǔn)諧振80年代中，全橋ZVSPWM、恒頻ZVSPWM/ZCSPWM80年代末、ZVSPWM有源鉗位；ZVTPWM/ZVCTPWM90年代初；全橋移相ZVZCSPWM90年代中等，我國己將最新軟開關(guān)技術(shù)應(yīng)用于6KW通信電源中，效率達(dá)93。例如電流型控制及多環(huán)控制，電荷控制，一周期控制，功率因數(shù)控制，DSP控制及相應(yīng)專用集成控制芯片的研制成功等，使開關(guān)電源動(dòng)態(tài)性能有很大提高，電路也大幅度簡化。有源功率因數(shù)校正技術(shù)APFC開發(fā)，提高了ACDC開關(guān)電源功率因數(shù)。由于輸入端有整流電容組件，ACDC開關(guān)電源及一大類整流電源供電的電子設(shè)備如逆變器，UPS等的電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅為065。80年代用APFC技術(shù)后可以提高到095099。既治理了電網(wǎng)的諧波“污染”，又提高了開關(guān)電源的整體效率。磁性組件新型材料和新型變壓器的開發(fā)，例如集成磁路，平面型磁心，超薄型LOWPROFILE變壓器。新型變壓器如壓電式，無磁心印制電路PCB變壓器等，使開關(guān)電源的尺寸重量都可減少許多。新型電容器和EMI濾波器技木的進(jìn)步，使開關(guān)電源小型化并提高了EMC性能。微處理器監(jiān)控和開關(guān)電源系統(tǒng)內(nèi)部通信技術(shù)的應(yīng)用，提高了電源系統(tǒng)的可靠性。90年代末又提出了新型開關(guān)電源的研制開發(fā)，這也是新世紀(jì)開關(guān)電源的遠(yuǎn)景。如用一級ACDC開關(guān)變換器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓或穩(wěn)流，并具有功率因數(shù)校正功能，稱為單管單級SINGLESWITCHSINGLESTAGE或4S高功率因數(shù)ACDC開關(guān)變換器；輸出1V,50A的低電壓大電流DCDC變換器，又稱電壓調(diào)節(jié)模塊VRM，以適應(yīng)下一代超快速微處理器供電的需求。2、基本內(nèi)容和技術(shù)方案設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容深入了解正激變換電路的工作原理及其特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出電路所用的高頻變壓器，根據(jù)要求對電路主要元件的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)出主電路的驅(qū)動(dòng)電路，并且對電路進(jìn)行SIMULINK仿真本設(shè)計(jì)主要研究以下內(nèi)容（1）了解開關(guān)電源的工作原理。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇設(shè)計(jì)出合適的主電路。（3）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇設(shè)計(jì)出合適的驅(qū)動(dòng)電路。（4）計(jì)算各主要元件的參數(shù)值。（5）使用MATLAB下的SIMULINK軟件對電路進(jìn)行仿真。設(shè)計(jì)技術(shù)方案本論文主要研究的是小功率開關(guān)電源，課題重點(diǎn)研究主電路拓?fù)洌刂齐娐芬约盀V波電路，通過MATLAB仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本設(shè)計(jì)采用的是正激變換電路，電路設(shè)計(jì)主要分為三個(gè)部分正激變換電路，控制電路以及濾波電路。正激電路主要完成變壓以及電氣隔離，控制電路主要輸出滿足要求的占空比可變的PWM波輸出給開關(guān)管，濾波電路主要是抑制輸出波形的紋波，其主電路電路框圖模塊圖如下圖1所示圖1主電路電路框圖本文通過理論分析、仿真分析，對小功率電源進(jìn)行深入的研究分析，掌握其工作原理，研究主電路參數(shù)及控制電路對其工作狀況的影響，旨在為其他學(xué)者小功率電源的研究提供參考。交流輸入PWM控制電路整流濾波高頻開關(guān)元件高頻變壓器輸出整流直流輸出3、進(jìn)度安排第1周查閱相關(guān)資料，分析開關(guān)電源的工作原理第2周初步確定方案，完成開題報(bào)告第3周確定最終方案，比較并確定最終方案第4周完成英文文獻(xiàn)的翻譯工作第5周做中期報(bào)告，學(xué)習(xí)相關(guān)學(xué)術(shù)論文第6周選擇主電路拓?fù)?，完成主電路設(shè)計(jì)第7周完成設(shè)計(jì)高頻變壓器的設(shè)計(jì)第8周完成相關(guān)參數(shù)的選型并就結(jié)果做出分析論證第9周完成控制電路的設(shè)計(jì)第10周利用MTALB/SIMULINK完成電路的仿真第11周調(diào)試仿真電路第12周根據(jù)仿真結(jié)果，進(jìn)一步對電路進(jìn)行修改第13周撰寫論文第14周交與指導(dǎo)老師驗(yàn)收認(rèn)證工作第15周論文裝訂、評閱第16周論文答辯4、參考文獻(xiàn)1王兆安主編電力電子技術(shù)M第四版北京機(jī)械工業(yè)出版社,20032郝萬新主編電力電子技術(shù)M北京化學(xué)工業(yè)出版社,20023胡同50W高頻開關(guān)電源的優(yōu)化設(shè)計(jì)D成都電子科技大學(xué)2007年4袁臣虎開關(guān)電源DC/DC變換器電路參數(shù)及新拓?fù)溲芯緿天津天津大學(xué)，2012年5劉偉新型低功耗電流模式開關(guān)電源電路研究D成都電子科技大學(xué)；20056沙占友，王彥明，葛佳怡等開關(guān)電源的新技術(shù)及其應(yīng)用J電力電子技術(shù)，20036第37卷第3期P69。7苑國良開關(guān)電源發(fā)展的新趨勢J機(jī)電一體化20021第8卷第1期P1718。8林飛,杜欣電力電子應(yīng)用技術(shù)的MATLAB仿真M北京中國電力出版社,20089何希才，張明莉新型穩(wěn)壓電源及應(yīng)用實(shí)例M北京電子工業(yè)出版社，200410楊蔭福，段善旭電力電子裝置及系統(tǒng)M北京清華大學(xué)出版社，200611林渭勛現(xiàn)代電力電子電路M杭州浙江大學(xué)出版社，200212嚴(yán)海旭一種雙向DCDC變換器的設(shè)計(jì)與研究D南京南京林業(yè)大學(xué)，201213陳堅(jiān)電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)M北京高等教育出版社，200214陳學(xué)清,林裕雄,黃俊來雙向DCDC變換器的應(yīng)用及電路拓?fù)涓攀鯦大眾科技，2008，（10）48，49，4715黃杰輝，王明渝，周峰車用雙向DCDC變換器的仿真研究J計(jì)算機(jī)仿真，2006，231031532116何希才穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用M北京中國電力出版社，200617郜佳輝大功率低壓大