本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称: 数字控制通信高频开关电源的研究

学院（系）： 系

年级专业：

学生姓名：

指导教师：

完成日期： 2013 年 3 月 29 日

一、综述本课题国内外研究现状，说明选题的依据和意义 1.国内外研究现状 在国际上，自美国在20 世纪50 年代相继出现单端式和推挽式开关电源之后，在60 年 代就提出了逐步取消工频整流式电源的要求。70 年代，SG 公司首先制造出了单片集成脉 宽调制(PWM) 控制芯片， 使开关电源更加小型化，可靠性也得到了进一步提高。80 年代初， 英国较早地研制出了48V 成套的高频开关式通信基础电源系统， 从那时到现在的几十年中， 美国、德国、加拿大、新西兰、瑞典、日本、法国、西班牙、挪威等国家，都先后研制出 了高频开关式通信基础电源系统，并得到推广应用。我国虽然从20 世纪60 年代就开始研 究开关电源，但直到80 年代才开发出直流-直流变换器，而且质量很不稳定。80 年代后 期，首次从澳大利亚引进了48V /50A(40KHz)和48V /100A(20KHz)的高频开关电源。从 那时开始，我国越来越重视高频开关式通信基础电源的开发与应用，积极参加各种有关的 国际学术会议。近几年用于通信的高频开关整流电源发展迅速，单个模块已先后推出48V /20A 、48V /30A、48V /50A、48V /75A、48V /100A、48V /200A 等系列化产品，以满足 不同容量不同场合的用电需求。产品技术水平能与进口产品相媲美，部分产品已有少量出 口。当然，国内也有不少进口品牌电源，因此在这一领域已经形成竞争局面。 目前，国内外通信电源仍然大都采用模拟和数字相结合的控制方式，大量应用数字化技 术的还主要是保护和监控电路以及与系统的通信，完成电源的起动、输入与输出的过、欠 压保护，输出的过流与短路保护及过热保护等，通过特定的界面电路，也能完成与系统间 的通信与显示，但PWM部分仍然采用专门的模拟芯片。虽然模拟电路比较成熟，但其存在很 多固有的缺点 1、控制电路的元器件比较多，体积庞大，结构复杂; 2、灵活性不够，硬件电路一旦设计完成，控制策略就不能改变; 3、调试比较麻烦，由于元器件特性的差异，致使电源一致性差，且模拟器件的工作点 漂移，会导致系统参数的漂移，从而给调试带来不便。 随着高速、廉价的数字信号处理器(DSP-Digital Signal Processor)的问世 ，数字电 源越来越表现出模拟电源无法比拟的优势： 1、数字化更容易实现数字芯片的处理和控制，避免模拟信号传递的畸变、失真，减少 杂散信号的干扰。 2、便于系统调试，尝试各种不同的控制方法。 3、如果将网络

通迅和电源软件调试技术相结合，可实现远程遥感、遥测、遥调。 2.选题依据 随着通信技术的不断发展，人们对通信电源提出了更高的要求。本文对通信电源中 DC/DC 变换器的移相全桥主电路进行了分析和研究，在此基础上提出了采用改进型倍流整 流移相全桥电路，来克服传统 ZVS PWM 全桥变换器存在的一些问题。分析了改进型倍流整 流移相全桥电路的工作原理， 利用状态空间平均法分析了倍流整流移相全桥变换器主电路， 对其建立了动态模型，并采用移相控制芯片 UC3875 进行了仿真研究。因为和传统的变压 器相比，平面变压器具有体积小、高电流密度、高效率、低漏感等优点，数字控制具有高 灵活性、高精度等优点，所以两者成为当前开关电源的研究热点，也是通信电源的发展方 向。因此，本文详细介绍了平面变压器的特点及其设计方法，并对数字控制方法进行了研 究。主电路中采用平面变压器，控制部分采用以单片机为核心，加上调理、通信等电路构 成的数字控制平台，实现对整个变换器的控制、保护和监控。最后给出了实验波形，验证 了上述理论的正确性。

3.研究的目的与意义 1)小型化、薄型化、轻量化、高频化———开关电源的体积、重量主要是由储能元件 (磁性元件和电容)决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件 的体积；在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感及变压器的尺寸， 而且还能够抑制干扰，改善系统的动态性能。因此，高频化是开关电源的主要发展方向。 2)高可靠性———开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍，因此提高了可靠 性。从寿命角度出发，电解电容、光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。所 以，要从设计方面着眼，尽可能使用较少的器件，提高集成度。这样不但解决了电路复杂、 可靠性差的问题，也增加了保护等功能，简化了电路，提高了平均无故障时间。 3)低噪声———开关电源的缺点之一是噪声大。单纯地追求高频化，噪声也会随之增 大。采用部分谐振转换回路技术，在原理上既可以提高频率又可以降低噪声。所以，尽可 能地降低噪声影响是开关电源的又一发展方向。 4)采用计算机辅助设计和控制———采用 CAA 和 CDD 技术设计最新变换拓扑和最佳参 数，使开关电源具有最简结构和最佳工况。在电路中引入微机检测和控制，可构成多功能 监控系统，可以实时检测、记录并自动报警等。

二、主要研究内容，拟解决的主要问题 1.研究内容 本论文研究的是 …… 此处隐藏：1950字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……