测控技术与仪器专业毕业设计论文开题报告.docxVIP

中国计量学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名：学 号：专 业： 测控技术与仪器 班 级： 11测控5班 设计（论文）题目： 基于Simulink的高频电源寄生参数影响分析 指导教师：二级学院： 计量测试工程学院2015年3 月10 日1．课题研究背景与意义1.1 课题研究的背景1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管，标志电力电子技术的诞生,经过50多年的飞速发展，至今已被广泛应用于需要电力变换的各个领域。高压大功率电力变换领域各个方面的技术成为了当今电力电子技术的研究重点[1]。21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。20 世纪 80 年代以来，随着电力电子技术的日新月异，现代电力电子装置不断向着高频率、高功率密度和大容量的方向发展，相应地，开关器件的耐压和耐流水平也必须有所提升[2][3]。随之而来的也有许多问题：由于开关管在换流过程中将出现极快的电流(或电压)的上升和下降过程，电流变化率可达几百 A/μs，电压变化率则可上升至数百V/μs ，过大的 di/dt作用 于寄生电感，将会造成很高的电压尖峰，危及开关器件，同时增加开关损耗和电磁干扰噪声；而另一方面，在开关管关断的瞬间，过大的 du/dt 作用于寄生电容，此现象会增加电路的功耗并破坏电路的可靠性；此外，寄生电阻的存在会给高频变换器的功耗、高频响应、测量误差以及开关脉冲波形和稳定运行等造成不利影响[4][5]。由此可见，寄生参数对高频功率变换器能效的影响，已经越来越不容小觑。在过去的几十年中，研究者们对电路以及器件中的寄生参数做了很多的研究分析。本课题主要就电路杂散参数和主要功率器件MOSFET的杂散参数进行研究分析。1.2 课题研究的意义电源寄生参数分析是关系到电源系统安全稳定运行的重要问题，国内外从20世纪80年代起已经进行了大量的研究工作，提出了多种分析技术和方法，但实际系统中该问题并未很好地解决。随着电源系统规模日趋庞大，结构更加复杂，对系统的寄生参数诊断提出了更高的要求。寄生器件是我们非常不希望出现的, 它会降低电路的速度, 改变频率响应或者一些意想不到的事情发生。既然寄生是无法避免的, 那么电路设计者就要充分将这些因素考虑进去, 尽量留一些余量, 以便把寄生参数带来的影响降至最低。针对电力系统运行实际情况，从技术和安全上考虑无法进行实际故障实验，因此开展电力系统系统仿真与故障分析工作具有重要实践指导价值。随着电力工业的发展，电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加，在电力系统的生产和研究中，仿真软件的应用也越来越广泛。现在，我们主要使用的电力系统仿真软件有：EMTP仿真程序，用于电力系统电磁暂态计算，电力系统暂态过电压分析等。PSCAD/EMTDC程序，应用是计算电力系统遭受扰动和参数变化时，参数随时间变化的规律。以及中国电科院开发的仿真软件PSASP,其功能主要有稳态分析、故障分析和机电暂态分析。还有Math?works公司开发的MATlAB软件。MATLAB自身的特点使它获得了对应的应用学科，特别是对边缘学科和交叉学科的极强适应能力，并很快成为应用学科计算机辅助分析、设计、仿真已至教学等不可缺少的基础软件。在MATLAB中，电力系统模型可以在Simulink环境下直接搭建，也可以进行封装和自定义模块库，充分显现了其仿真平台的优越性。Simulink是Matlab最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI)?，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果[6]2 高频电源国内外研究历史与现状2.1 20世纪70～80年代开关电源正式进入“高频”时代20世纪70年代，以电力晶体管GTR为代表的高频电力开关的出现使开关电源的频率提高到20kHz，在开关变换时不会产生刺耳噪声。20世纪80年代，IG-BT的出现让仅适用于小功率场合的开关电源在中大功率直流电源中也得以发挥作用。20世纪80年代末期，采用PWM技术的MOSFE