一种小功率单端反激式直流电源设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

电源是实现电能变换和功率传递的主要设备，现代电子设备离不开可靠的直流电源，并且对其要求也越来越高。开关电源是一种新型、高效的直流电源，因具有体积小、质量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代了传统的线性稳压电源。在开关电源中，反激变换器具有电路简单、输入输出电压隔离、成本低、空间要求少等优点，因此在小功率开关电源产品中得到了广泛的应用。因此，对反激同步整流变换器的研究具有实际的工程应用价值。

20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。1977年国外首先研制成脉宽调制(pwm)控制器集成电路，美国motorola公司、silicongeneral公司、unitrode公司等相继推出一系列pwm芯片。近些年来，国外研制出开关频率达1mhz的高速pwm、pfm芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。1994年，美国电源集成公司(powerintegrations)在世界上率先研制成功三端隔离式pwm型单片开关电源，其属于ac/dc电源变换器。之后相继推出topswitch、topswitch-ii、topswitch-fx、topswitch-gx、peakswitch、linkswitch等系列产品。意-法半导体公司最近也开发出viper100、viper100a、viper100b等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用。目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。

随着电力电子技术、集成电路工艺等技术的不断发展，开关电源的研究也进入快速发展阶段。在建设资源节约型、环保示范型社会的大背景下，具有高效节能、安全环保、短小轻薄等方面优点的开关电源已经成为本学科一个重要的研究单端反激式开关电源研究与设计热点。高频化和软开关技术的开发研究，使功率变换器性能更好、重量更轻、尺寸更小。高频化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究的热点之一。在未来五年中开关电源的发展方向将向着怎么样的轨道行驶时开拓行业发展的关键。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：本设计开关电源是为满足一款实验用嵌入式开发板的供电需要，基于当前流行的单片集成开关电源芯片设计了一款三路输出小功率单端隔离式反激开关电源。（1）熟悉单端反激式直流变换器的工作原理和拓扑结构（2）完成单端反激式开关电源的建模并进行仿真（3）完成单端反激式开关电源电路设计（4）对电路进行调试并对性能分析。

目标：设计一款三路输出的单端反激电源，作为某智能芯片的供电电源，具体参数要求如下：输入交流电压/频率：200～240v/50hz；输出直流电压/电流：12v/1a，一路；-12v/1a,一路；5v/1a一路。输出电压纹波：小于或等于50mv。

拟采用的技术方案及措施：在深入研究分析开关电源相关理论和关键技术的基础上，完成单端反激式开关电源系统设计；完成具体模块电路详细设计，包括emi滤波电路、高频变压器、前级保护和整流桥电路、无源钳位rcd电路、sr电路、控制环路以及输出端滤波电路等；合理选择、设计和分配了开关电源各电路参数；设计出电路原理图；通过saber对电路进行建模与仿真，验证了电源设计参数的合理性；根据设计规范使用autodesigner制作出pcb。

3. 研究计划与安排

第1-3周：文献查阅，包括著作、期刊、会议论文、网络资源等；第4周：完成开题报告、论文提纲；第5周：完成英文文献翻译；第6-11周：完成理论计算及仿真；第12-16周：撰写毕业论文；第17周：完成论文及答辩ppt。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张维.单端反激式开关电源研究与设计[d].西安:西安电子科技大学图书馆,2011

[2]张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计[j].北京：电子工业出版社，2005

[3]陈坚.电力电子学—电力电子变换和控制技术[m].北京:高等教育出版社，2002