数字式开关电源

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数字式开关电源研究,2012,届毕业答辩报告,数字式开关电源的研究,1,双级矩阵变换器若干关键问题研究,内容提要,1 课题研究意义及任务,2 研究思路及总体框架,3 硬件设计,4 软件流程,5 仿真结果,6 实验结果,7 结论,数字式开关电源研究,1 课题意义及任务,1.1,意义,在,数字化,浪潮与,节能环保,理念的共同推进下，数字式开关电源正在被快速产品化，其应用正在以强劲的势头向各个领域延伸，因此，本课题具有长远的现实应用意义。,1.2,任务,正激电路,：,建模、设计、仿真、,PCB,2,研究思路及总体框架,2.1,思路,1,掌握,正激电路工作原理,2,建立数学模型,3,应用,PSIM进行电路,仿真,4,PCB,设计,5,软件设计,6,系统调试,2.2,总体框架,3,正激变换器建模,正激变换器包含多种不同的拓扑形式，本次采用磁复位绕,组式单管正激变换器,，,如图,3-1所示。,图3-1 磁复位绕组式单管正激变换器,应用状态空间平均法求出正激变换器输出到占空比的传递函数为：,设计参数,：,MOSFET开关频率一般在250KH以下，IGBT的开关频率较低，且实际功率为,180W左右，故选择IGBT作为电路中的开关管较合适；磁芯复位时间：,因 ，所以占空比D0.4),uk=0.4;,if(uk0),uk=0;,CMPR=1500*uk;,e1=e;,uk_1=uk;,图,4-6 增量式PI调节器程序,图,4-7 PI,调节器流程图,数字式开关电源研究,5 PCB,制作,PCB,制作采用,Altium Designer软件，先画原理图，再导入PCB,在此过程中，需要制作原理图库和PCB封装库，导入PCB后，,要进行布局布线，布局采用手动布局，布线采用自动布线和,手动布线相结合，布线完成后要进行规则检查，合格后，就,可以生成印制文件，送到工厂加工。,本次制作过程中，经过多次面包板调试，两次,PCB,修改，最终,成型作品如下，其中包括：主电路、控制电路、驱动电路、检,测电路、保护、显示及通信部分。,数字式开关电源研究,5.1 原 理 图,数字式开关电源研究,5.2 PCB 布 线 图,数字式开关电源研究,5.3 制作出的PCB 板,数字式开关电源研究,总结：原理图要求尽量简单明了，可读性强，可以将原理图,模块化，使思路更清晰，库文件要求符合规则，精致,完美，以便在原理图中容易理解，在以后使用时更方,便，布局是比较关键的，合理的布局可以提高整机性,能，减小,EMI，有利散热，PCB布线是最后环节，线,宽要能满足电流要求，一般的控制信号线10mil就可以,主电路要根据实际要求增加线宽。实际主电路线宽为,3mm，可以流过5A左右的电流。布线应注意地线尽量,宽，不拐直角，功率元件分散放置。,数字式开关电源研究,6,实验结果,数字式开关电源研究,数字式开关电源研究,电网扰动,电网扰动,负载扰动,负载扰动,数字式开关电源研究,总结：从方案确定到整机调试完成，我从中学到了很多,东西，但仍存在很多需要改进的地方，例如：器,件余量过大，成本较高，散热不理想，,EMI较强,使AD采样不精确，导致显示波动较大，开关频,率相对较低，使变压器及滤波器体积较大，开关,损耗较大，没有缓冲电路，开关管电压应力较大,输入进行不控整流，功率因数较低等不足之处，,这些方面应逐步完善。,数字式开关电源研究,谢谢,请各位老师批评指正,数字式开关电源研究,