降压型DC-DC开关电源的研究与设计开题报告

襄樊学院物理与电子工程学院2011届本科毕业论文开题报告论文题目降压型DC/DC开关电源的研究与设计班级0711电子信息工程姓名毛斌学号07128062指导教师（职称）吴学军（讲师）填表日期2011年2月24日说明一、论文的开题报告是保证毕业论文质量的一个重要环节，为规范我院本科毕业论文的开题报告，特印制此表。二、学生应阅读的主要文献、资料15种以上，通过调研和资料搜集，主动与指导教师讨论，在指导教师的指导下，完成开题报告，开题报告字数应在2500字以上。三、开题报告须经院毕业论文指导教师审查，同意后方可进行论文写作，并将开题报告交指导教师。不合格者，必须重写。一、选题的意义和研究现状1．选题的理论意义、学术价值或实践价值理论意义：开关稳压电源(简称开关电源)就是利用现代电力电子技术与微电子技术，控制半导体功率开关器件开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源与线性稳压电源相比，其优点是小型轻量、效率高。它的这种优点适应电子设备的轻、薄、短、小与节能的要求，其应用范围迅速扩大。学术价值：电源管理是电子产品的一个重要组成部分，电源管理的性能直接影响到电子设备的性能。为了应对不同的需求，电源管理芯片产品种类众多。随着电子产品的集成化，高效率化，低功耗等的发展对电源管理芯片的要求也越来越高，这也促使DC／DC开关电源技术有了突破性的进展，并由其衍生了多种高性能的电压转化电路，使其成为一个很有价值和挑战的研究方向。实践价值：开关电源被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。近20多年来，集成开关电源沿着下述两个方向不断发展。第一个方向是对开关电源的核心单元——控制电路实现集成化，第二个方向则是对中、小功率开关电源实现单片集成化。目前它已成为国际上开发中、小功率开关电源、精密开关电源及电源模块的优选。2．与选题相关的研究现状及发展趋势现状：电源管理芯片市场的品牌构成仍是国外厂商处于领先地位，市场排名前十的企业无一例外全部为外资企业，其中美国厂商优势明显。国外开发电源管理芯片的厂商很多，主要有NCP、IR、MAXIM、ST、TI、PI等，他们的产品都已经非常成熟能够提供高质量、全系列的电源管理芯片。在非隔离的DC／DC转换技术中，TI公司的预检测栅驱动技术采用数字技术控制同步BUCK，转换效率高达97%，其中TPS40071等是其代表产品。在电源数字化方面走在前面的公司有TI和Microchip，TI公司已经用TMS320C28F10制成了通讯用的48V输出大功率电源模块，其中PFM和PWM部分完全为数字式控制。在大功率领域，最新的科技成功应该是INTERSIL公司推出的PWM对称全桥的ZVS控制IC-ISL6752，采用这个IC制作的400W的DC／DC再加上先进功率MOSFET，转换效率可达到95%。小功率开关电源中Linear公司的LTC3806则是上乘之作，它不仅能控制好PWM，还给出准确的二次侧同步整流驱动信号，是低压小功率电源控制IC的杰作。发展趋势：目前开关电源是在电子、通信、电气、能源、航空航天，军事以及家电等领域应用非常广泛的一种电力电子装置。可以说开关电源技术是目前中小功率直流电能变换装置的主流技术。据市场调研公司Databcans报道，2006年模拟IC市场增长约15％，销售额从2005年319亿美元增至370亿美元。在模拟领域的诸多产品种类中，电源管理芯片的市场空间最大，这主要源于电源管理芯片极为广泛的应用。电源管理约占整个模拟IC市场31．2％的份额，其中从销售收入来看，贡献最大的是开关电源。随着电力电子技术的发展和创新，使的开关电源技术也不断的创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，从而为开关电源提供了广阔的发展空间。开关电源高频化使其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源更进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。3．主要参考文献[1]侯振义.直流开关电源技术及应用.北京：电子工业出版社.2006，P17-39.[2]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计.电子工业出版社，2001，P35-58.[3]王水平，付敏江．开关稳压电源．原理、设计与实用电路．西安：西安电子科技大学出版社，1999，P127-136.[4]沙占友，王彦朋，孟志永等．单片开关电源最新应用技术．北京：机械工业出版社，2001，P100-117.[5]王英剑，常敏慧，何希才．新型开关电源实用技术．北京：电子工业出版社，1999，P29-36.[6]张小林，冉建桥，李贤云，郭丽萍．我国开关电源发展的思考．微电子学，第34卷第4期，2004年8月．[7]AbrahamI．Pressman．开关电源设计(王志强译)．北京：电子工业出版社，2005年9月．[8]周政海，邓先灿，楼向雄．低压高频PWMDC／DC转换器芯片设计[J]．固体电子学研究与进展，2004，22(4)，P61-465．[9]阮新波，严仰光.直流开关电源的软开关技术.北京：科学出版社.2003，P8-25.[10]ModelingAnalysisandCompensationoftheCurrent—modeConverter．UnitrodeApplicationNote，P97．[11]P．R．Gray’R．GMeyer．Analysisanddesignofanalogintegratedcircuits(fourthedition)影印版．北京：高等教育出版社，2003年10月，P306-309．[12]杨旭，裴云庆．开关电源技术．北京：机械工业出版社，2003，P110-116.[13]MartyBrown．PowerSupplyCookbook(secondedition)．BostonOxfordJohannesburgNewDelhi．2001，P1-2．[14]C．ELee，andP．T．Mok．Amonolithiccurrent．modeCMOSDC—DCconverterwithon-chipcurrent—sensingtechnique．IEEE．J．ofSolid—StateCircuits，v01，January2004，P3-14.[15]郭家荣，孟祥瑞等.DC／DC开关电源管理芯片的设计[J].微计算机信息，2005，1.[16]李捷，张定学.一种DC／DC电源管理芯片的设计.武汉工业学院学报，2009，28（2），P53-56.[17]辛依波，何大庆，高雅莉.一种新型PWM电源电路芯片．2001，1，P25-27.[18]王水平，于建国.DC／DC变换器集成电路及应用.西安电子科技大学出版社，2005，P12-35.[19]康华光，陈大钦．电子技术基础模拟都分(第四版)．北京：高等教育出版社，1999，P400-420.[20]StratakosAnthonyJohn．High·efficiencylow·voltageDC-DCconversionforportableapplications[D]．California：UniversityofCalifornia，Berkeley，2002．[21]来新泉，周丽霞，陈富吉．升压型DC．DC转换器中的动态斜坡补偿电路设计．微电子学，第35卷第4期，2005年8月．[22]孙频东.BOOST电源变换器原理与仿真[J].计算机仿真，2003，20（4），P117-119.[23]罗萍，熊富贵，李肇基．PWM开关电源的大信号模型与瞬态特性．电子学报，第11期，2004年11月．二、研究方案1．研究的思路与方法电源管理芯片产品的发展趋势表现为多样化，包括同时提供多个不同的供电电压趋势、产品设计周期缩短趋势、产品面积缩小趋势以及低成本趋势等等。本论文就是按照这种趋势做的一种降压型DC／DC电源的设计与研究。由系统性能研究开始，设计各模块电路。利用在Protues和SwitcherPro下对各个子电路进行参数修正及仿真验证，调整电路的结构和参数，以满足设计指标的要求。2．研究的基本内容（大纲）（1)电源电压输入为24V（范围为7-40V）。（2)输出电压在1.0V-20.0V范围内连续可调。（3)较小的外围器件条件下，电路转换效率为85％以上。最终将完成所有功能单元电路以及整体电路的设计与仿真，并生成网表，完成部分电路的版图设计和验证。为完成以上设计目标，建立的设计环境如下：在硬件方面：一台工作在WindowsXP环境下的PC机。在软件方面：电路设计工具是ProtelDXP设计工具；仿真工具是Protues和TI环境下的SwitcherPro；辅助设计软件是MicrosoftVisio和AutoCAD。3．工作的主要阶段、进度及完成时间2011年12月30日确定了选题：降压型DC/DC开关电源的研究与设计2011至1月2日至2011年2月4日对论文资料进行查阅整理并确定论文大体提纲2011年2月4日至2011年2月24日完成开题报告申请开题2011年5月初论文初稿完成2011年5月中旬论文的改正及相关表格的完成2011年5月底定稿打印学生签名：毛斌2011年2月24日指导教师意见：指导教师签名：日期：