孙运晓-开题报告

内蒙古科技大学毕业设计开题报告本科生毕业设计开题报告题目：基于UC3844与STC89C52的双核150W反激式开关电源设计学号：126711210姓名：孙运晓专业名称：测控技术与仪器班级：测控技术与仪器一班指导教师：燕芳老师内蒙古科技大学毕业设计开题报告1前言................................................................................................................................2第一章文献综述..........................................................................................................31.1现在市场需求..................................................................................................31.2国内的研究现状..............................................................................................41.3国外的研究现状..............................................................................................4第二章目的及意义......................................................................................................52.1目的及意义......................................................................................................52.2开关电源的技术发展趋势..............................................................................5第三章课题内容及实施方案......................................................................................63.1UC3844开关电源电路原理分析.................................................................63.2反激式开关电源介绍....................................................................................73.3输出显示部分.................................................................................................83.4Cvi简介...........................................................................................................93.5输出反激式整流滤波电路........................................................................113.7实施方案........................................................................................................113.8总结................................................................................................................11第四章课题进度安排................................................................................................12参考文献......................................................................................................................13内蒙古科技大学毕业设计开题报告2前言20世纪70年代以来，具有效率高、功率密度高、电压调整率高、体积小、重量轻等诸多优势的高频开关电源取代传统的线性稳压电源，广泛应用于计算机、邮电通信、焊接、冶炼、电解、电镀和热处理等设备中。当前，世界上开关电源产业迅速向我国转移，使得我国成为世界上最大的开关电源生产基地，国内从事开关电源产品研究和开发的企业迅速发展，迫切需要大量的研究开关电源的人才。然而，由于开关电源产品的品种规格非常多，并具有一定的针对性，即使是国际著名的电源制造商，其市场占有率也不高，这为国内不同层次的中小电源制造企业提供了生存和发展空间。因此，大力推广和普及开关电源实用技术，以提高国内电源产品设计水平，具有重要意义。内蒙古科技大学毕业设计开题报告3第一章文献综述1.1现在市场需求开关电源是利用现代电力电子技术，采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率（占空比），调整输出电压，维持输出稳定的一种电源。早在20世纪80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机电源换代，进入90年代开关电源已广泛应用在各种电子、电器设备，程控交换机、通讯、电力检测设备电源和控制设备电源之中。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，两者的成本都随着输出功率的增加而增长，但两者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使的开关电源技术也不断的创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，从而为开关电源提供了广阔的发展空间。开关电源高频化使其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源更进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。模块化是开关电源发展的总体趋势，可以用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N+1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化，其噪声也必将随着增大，而用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，使得多项技术得以实用化。电力电子技术的不断创新，开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研联合发展之路，为我国国民经济的高速发展做出贡献。内蒙古科技大学毕业设计开题报告41.2国内的研究现状目前国内市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管，开关频率可达几十千赫；采用MOSFET的开关电源转换频率可达几百千赫。为提高开关频率，必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度，理论上开关损耗为零，噪声也很小，这是提高开关电源工作频率的一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。1.3国外的研究现状美国近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。以上国内外的研究经验以及市场需求为本课题研究提供了宝贵的经验。所以我决定做基于UC3844与STC89c52双核150W反激式开关电源的设计。在以往的基础上进行一些改良。使其更实用，更符合市场以及以后的发展。内蒙古科技大学毕业设计开题报告5第二章目的及意义2.1目的及意义电源电压的变换，要有一种基础的技术，使得变换简单，成本低，体积重量小，容易控制输出的电压，变换方式等。由此，产生一种电源变换技术。叫做开关电源技术。这种技术的核心就是先将电压能量同意变成直流。然后切成隔离脉冲，通过脉冲的占空比实现控制量的输出多少。来调节输出电压的目的。通过对本设计——基于UC3844与STC89c52双核150W反激式开关电源的研究，实现四路直流输出，分别是24V.-15V.15V.5V,实现在数码管显示输出以及上位机显示波形。2.2开关电源的技术发展趋势一、小型化、薄型化、轻量化、高频化开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可、能减小其中储能元件的体积；在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感及变压器的尺寸，而且还能够抑制干扰，改善系统的动态性能。因此，高频化是开关电源的主要发展方向。二、高可靠性开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍，因此提高了可靠性。从寿命角度出发，电解电容、光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。所以，要从设计方面着眼，尽可能使用较少的器件，提高集成度。这样不但解决了电路复杂、可靠性差的问题，也增加了保护等功能，简化了电路，提高了平均无故障时间。三、低噪声开关电源的缺点之一是噪声大。单纯地追求高频化，噪声也会随之增大。采用部分谐振转换回路技术，在原理上既可以提高频率又可以降低噪声。所以，尽可能地降低噪声影响是开关电源的又一发展方向。四、采用计算机辅助设计和控制内蒙古科技大学毕业设计开题报告6采用CAA和CDD技术设计最新变换拓扑和最佳参数，使开关电源具有最简结构和最佳工况。在电路中引入微机检测和控制，可构成多功能监控系统，可以实时检测、记录并自动报警等。第三章课题内容及实施方案3.1UC3844开关电源电路原理分析UC3844是美国Unitrode公司（已被TI公司收购）生产的高性能电流型脉宽调制器(PWM)控制器。早期的PWM控制器是电压控制型的,常用的电压型PWM控制器有TL494、TL495、SG3524、SG3525等。电压型PWM是指控制器按反馈电压来调节输出脉宽,电流型PWM是指控制器按反馈电流来调节输出脉宽。电流型PWM是在脉宽比较器的输入端,直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较,从而调节占空比,使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环、电流环双环系统,因此,无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高,是目前比较理想的新型PWM控制器。如下3.12图示UC3844的内部框图图3.1电