毕业设计论文通信高频开关电源的设计.docxVIP

中南大学 设计题目： 通信高频开关电源的设计 学院名称： 信息科学与工程学院 指导老师： xxxxxx 专业班级： xxxxxxx 学生姓名： xxxxxxxx 目录 设计任务与性质 设计选题 设计内容 概述 总方案设计 正激式变换器拓扑分析、高频变压器设计及主电路各参数设计 反馈控制电路设计 保护电路及缓冲电路元件选择 驱动电路设计 电路仿真 PSIM简介 仿真参数设定 在额定电压下的仿真结果 在电源波动时的仿真结果 电源的启动问题 总结 附录 参考资料 第一章 设计任务与性质 本课程设计是在学习完《电力电子技术》课程之后进行的一个重要的实践性教学环节，是工程技术应用型人才培养目标的重要组成部分。在教师指导下让学生独立完成，一方面巩固课程知识，加深对理论知识的理解，一方面训练学生综合运作所学的理论知识，掌握一定的设计方法和设计思想，能初步解决一些实际问题；培养学生查阅资料，立即获取新知识，新信息的能力。 在规定时间内通过分析任务书，查阅收集资料，充分发挥主动性与创造性,在老师的指导下联系实际，掌握正确的方法,理清思路，独立完成课程设计，撰写设计说明书，其格式和字数应符合规定。根据要求设计出实际可行的电路，并计算电路中所用元器件的参数，确定其规格型号；课程设计说明书要求整洁、完备、内容正确、概念清楚、文字通畅、并绘制出相应的电路图，符合规范。 第二章 设计选题 通讯高频开关电源的设计： 设计要求： 直流输出电压 QUOTE ； 输出电流 QUOTE ； 输出电压纹波峰值不超过 QUOTE ； 输出电流 QUOTE 时副边电感电流仍保持连续； 采用PWM控制方案，最大占空比 QUOTE 。 设计内容： 总体方案设计； 高频变压器设计； 功率开关器件的选择； 保护电路及缓冲电路元件选择； 驱动电路设计； 谐振电感的设计； 副边滤波电感、电容的设计与选择。 第三章 设计内容 概述 开关电源的设计涉及到半导体物理、控制理论、磁学等众多学科，初学完一本《电力电子技术》，远不能做好一个开关电源的设计；在看了一些关于开关电源设计的书籍之后发现，先不管控制要求的引入，对于隔离式变压器，很多设计者都会尽可能的自己绕变压器线圈，以使电源达到最大的效率，但磁学的内容在以往并没深入学习，看书后很多新的名词与设计理念让人很头疼，更何况还要根据要求选择磁芯、计算变压器骨架等的各种参数。 设计要求的通信用高频开关电源，设计功率为 QUOTE ，这样的一个功率级别，使用普通的DC-DC拓扑难以达到要求，事实上如果采用反激式变换器拓扑，现实中很难实现（但论坛上确实有人手工焊接了这样的一个变换器，用了五个变压器实现），没有设计经验，也没有多少接触到的已有的设计方案，感到很迷茫。参考了一些网上的设计方案，一些动则用到全桥变换器，一些马上就是用了从未见过的半导体芯片（在产品的设计中确实很普遍）、根本不谈变换器的拓扑等等，让我感到更加迷茫了；经过简单的仿真，索性采用正激式的拓扑，控制方式使用较为简单的电压模式的PWM控制方式，再参考控制理论中所学的PI控制方法。当然很显然，如果是简单的单端正激式变换器，交流220V的输入恐怕难以选择器件，这样可以使用双端正激式拓扑，缓解开关器件所需承受的最大电压。至于其他的设计要求，在之后的设计报告中将一一体现。 总方案设计 电源拓扑选择 开关电源中常用的拓扑有十数种，可分为隔离式、非隔离式两类。 非隔离式变换器又可分为buck、boost和buck-boost变换器，这几类DC-DC变换器多适用于低直流电压输入/低直流电压输出的应用场合，所以输出功率也不会做的太高；此外由于输入回路与输出回路共地，无法实现多路输出。 另一类隔离式变换器，主要有Flyback（反激式）、Forward（正激式）、Push Pull（推挽式）、半桥变换器、全桥变换器等；反激式拓扑广泛应用于小功率电路中（典型的 QUOTE 的应用场合），正激式变换器则广泛应用于大功率，这些拓扑结构中的高频变压器既有传输能量的作用，也提供必要的电网隔离。 介于反激式拓扑不适合做大功率的电路（设计需求输出功率 QUOTE ），而半桥电路需要复杂的隔离驱动电路，全桥电路有偏磁问题、控制方式更加复杂等等，不能在短时间内一一理解并贯通，选用正激式拓扑尚能满足设计的要求且学习起来比较简单。而单端正激变换器在输入 QUOTE 的情况下开关应力很大（交流电网输入可能会高达 QUOTE ，则整流滤波后近 QUOTE ），故选择双端正激变换器，可以将开关应力从减小到 QUOTE 。 结构框图 该通信高频电源可接 QUOTE 交流电