BUCK变换器的研究与设计..docVIP

本科生课程论文（设计） BUCK变换器的研究与设计 专 业　　电气信息及其自动化　　　　　　　 班 级　　电信四班　　　　　　　　 学 生 姓 名 　王建 许程　张贤芃 王波 唐浩　　 　　　　 联 系 方 式 　　　　　　　　 2013年 6 月  课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题目：BUCK变换器的研究与设计 初始条件： 输入电压：20~30V，输出电压：0-15V，输出负载电流：0.1~1A，工作频率：30KHz，采用降压斩波主电路。 要求完成的主要任务： 1. 直流供电电源设计。 2. 降压斩波主电路设计（包括电路结构形式，全控型器件的选择）并讨论主电路的工作原理。 3.脉宽调制电路（如SG3525集成PWM控制器）及驱动电路设计。 4. 分析PWM控制原理及波形。 5.提供电路图纸至少一张。 课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现象。应画出单元电路图和整体电路原理图，给出系统参数计算过程，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。 2013 年 6 月 引言 3 第一章 设计要求 4 1.1 课程设计要求 4 1.2 方案确定 4 第二章 直流稳压电源的设计 5 2.1设计要求 5 2.2直流稳压电源原理描述 5 2.3设计步骤及电路元件选择 7 第三章 Buck变换器设计 8 3.1 Buck变换器基本工作原理 8 3.2 Buck变换器工作模态分析 9 3.3 Buck变换器参数设计 11 3.3.1 Buck变换器性能指标 11 3.3.2 Buck变换器主电路设计 11 第四章 控制电路设计 12 4.1 控制电路原理 12 4.2 电路设计 13 4.3 PWM控制原理与波形 14 课程设计总结 15 参考文献 16 附图 16 引言 随着电力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。电子设备的小型化和低成本化使电源向轻，薄，小和高效率方向发展。开关电源因其体积小，重量轻和效率高的优点而在各种电子信息设备中得到广泛的应用。伴随着人们对开关电源的进一步升级，低电压，大电流和高效率的开关电源成为研究趋势。 开关电源分为AC/DC和DC/DC，其中DC/DC 变换已实现模块化，其设计技术和生产工艺已相对成熟和标准化。DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。 BUCK降压斩波电路降压斩波电路用于直流到直流的降压变换降压斩波电路降压斩波电路1、采用降压斩波主电路 2、输入直流电压：20~30V 3、输出电压：0-15V 4、输出负载电流：0.1~1A 5、工作频率：30KHz 1.2 方案确定 电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断来完成整个系统的功能，当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。 根据降压斩波电路降压斩波电路降压斩波电路降压斩波电路降压斩波电路20~30V可调的串联型直流稳压电源，将市电(220V/50HZ的交流电)经电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路后转变为20~30V的直流稳定电压。 2.2直流稳压电源原理描述 电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。 图2.1直流稳压电源框图 图2.2单向桥式整流电路 图2.3电容滤波电路 图2.4具有放大环节的串联型稳压电路 直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图2.1所示。电网供给的交流电压U1(220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压UI。但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。 图2.2,2.3，2.4串联起来就组成了具有放大