数控直流稳压电源的设计与实现开题报告-开题报告网

1. 研究目的与意义（文献综述）

毕业论文的目的是基于输入220V交流电输入，开展原理研究和电路设计，利用合适的电子电路设计系统，选择系统所需元器件和PCB制造服务，完成电路制作，研制出直流电源，并给出测试结果。当今人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是电子电源是所有系统必须解决的问题。可以说电源电路是一切电子设备工作的基础，其性能的优劣直接关系到电子设备能否安全可靠的工作。由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下要求提供稳定的直流电流。提供这种稳定电能的电源就是直流稳压电源。几乎所有的电子设备都要用到直流稳压电源。不同的电子设备，要求的电压值、电流值也有所不同。所以将常用的符合规格的直流供电模块集成到一个供电电源上是具有广泛的应用价值的。常见的电源模块有 5V，±12V， 24v等^【1】。

直流稳压电源可以分为线性稳压电源和开关稳压电源。一般说来，线性稳压电源的纹波抑制比、电压调整率和噪声抑制等性能比开关电源好，同时线性稳压电源工作可靠，故障率低这些特点决定其非常适合放大器的模拟控制系统^【1】。开关稳压电源则在电源转换率，负载能力，输出电压调节与精准度上更胜一筹。对于单片机数字控制的电路系统，通常采用基于PWM控制的开关电源^【3】。虽然开关电源的原理已经应用100多年，但出于线性电源比开关电源在价格上占有绝对优势，直到20世纪60年代末，随着开关电源的三大主要器件（磁性元件、开关元件和整流器）的发展才改变了开关电源仅被应用于电视机高压部分的局面，开关电源开始广泛应用。就目前的技术来看，常见的直流稳压电源，大都采用串联反馈式稳压原理，通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。由于电位器阻值变化的非线性和调整范围窄，使普通直流稳压电源难以实现输出电压的精确调整^【4】。开关电源相对于传统的线性稳压电源具有功率密度高，效率高，电压调整率高，体积小，重量轻等优势。现代开关电源的功率一般值为65%—95%，而传统的线性稳压电源要低得多，这也是它们逐渐被现代开关电源所取代的主要原因。在21世纪，开关电源的发展方向主要在以下几个方面：①小型化、轻量化和高频化；②高效率和高可靠；③降低噪声和提高动态响应；④数字化；⑤开关电源的仿真设计与测试技术。开关电源的体积和重量主要由磁性元件和电容决定。因此尽量减小电容和磁性元件的体积可使开关电源趋向于小型化。使用更少的电子元器件以及提高开关的电路模块的集成度可以提高电源工作的可靠性。另外，提高开关电源的工作效率，可以降低损耗，减少自身发热，散热更容易。开关电源的缺点之一是噪声大。随着电源开关频率的提高，噪声也会升高。采用部分谐振转换电路技术，可以有效降低电源噪声。数字开关电源具有传统模拟开关电源所不具备的适应性和灵活性，将是开关电源的主要研究方向之一。仿真技术可以大大减少设计与制造的费用，而且能对设计完成的系统进行制作可行性分析。本次毕业设计将根据开关电源的技术指标来设计，并结合以上五个研究方向及解决办法展开。