基于软开关技术高频开关电源的研究开题报告

 2022-09-30 14:43:25

1. 研究目的与意义

电源对于各种电器设备就象心脏对于人体一样非常重要,没有电源则各种用电设备将无法运行。随着电力电子技术的不断发展,开关电源凭借自身效率高、体积小及控制灵活等一系列优越性,广泛应用于航空航天、计算机通信以及自动控制等领域,并有逐步取代传统线性稳压电源的趋势。

在电力电子装置中,随着开关频率的提高,开关损耗将成比例地增加,开关损耗成为制约提高开关频率的重要因素,也成为器件能量损耗的主要部分,使得换流的效率降低,所以简单的提高开关频率是不行的。针对这一问题出现了软开关技术,它利用以谐振为主的辅助换流手段,解决了电路中的开关损耗和开关噪声问题,开关频率便可以大幅度提高。软开关PWM技术集谐振变换器与PWM控制的优点于一体,既能实现功率管的零电压开关,又能实现功率管的恒定频率控制,是电力电子技术的发展方向之一。

2. 课题关键问题和重难点

课题的关键问题是在理论分析完善的基础上,设计系统的硬件电路,用以研制理论设计的可行性。主要硬件电路包括控制电路,采样电路,主回路电路,驱动电路,辅助电源,高频变压器。根据系统设计要求,对系统中主要的硬件电气参数进行理论分析和计算。难点在于控制电路的分析和设计:开关电源的主电路主要处理电能,而控制电路主要处理电信号,属于弱电电路,它控制着主电路开关器件的工作。电源的很多指标,如稳压稳流精度、波纹、输出特性等与控制电路相关。控制电路对电源的性能至关重要,设计内容复杂,周期较长,甚至可能出现反复,是设计工作的重点,有一些参数的确定还需要通过实验来得到。

3. 国内外研究现状(文献综述)

开关电源是应用功率半导体器件,在一个电路拓扑中运行于开关状态,按一定规律控制开关,对电能进行处理变换而构成的电源[1]。

开关电源的前身是线性稳压电源,由于主要功率调整管工作在线性放大状态,固而称之为线性稳压电源。线性稳压电源的工作原理是:将来自电网的交流电压经过工频变压器降压后,再经过整流、滤波和线性稳压及输出滤波、反馈电路处理,最后输出一个纹波电压和稳定性能均符合要求的直流电压。

线性稳压电源虽然可以满足所需直流电压的高低和供电质量(精度、纹波等)的要求,但存在严重的缺点:

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4. 研究方案

首先了解开关电源系统组成和工作原理以及谐振软开关分类和理论分析;然后分析比较开关电源的主电路、控制电路和驱动电路;设计符合要求的开关电源的主电路、控制电路和驱动电路;对主电路、控制电路、驱动电路以及保护电路各参数进行计算;最后对设计的开关电源进行计算机仿真。

5. 工作计划

第1周:查阅和研读大量中英文资料,英文资料的翻译;

第2周:开题报告;

第3周:开题报告;

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