開題報告--60w反激式開關(guān)電源的設(shè)計

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告</p><p><b>　　選題的背景與意義</b></p><p>　　電源技術(shù)是綜合電力變換技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、自動控制技術(shù)等多學(xué)科的邊緣交叉技術(shù)，所以其適用范圍非常廣。如今電源技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)代科技比較重要的組成部分，無論是日常生活還是尖端科技，都與電源技術(shù)息息相關(guān)。隨著市場需求不斷擴大，對電源的技術(shù)要求越來越高，而

2、其中開關(guān)電源是采用大功率開關(guān)管的高頻整流電源，與傳統(tǒng)采用工頻變換技術(shù)的相控電源相比，它能夠更方便地得到不同的電壓等級，同時還能去除掉大型的工頻變壓器及濾波電感電容，所以相對其他傳統(tǒng)電源來說，開關(guān)電源更具有研究意義。開關(guān)電源技術(shù)也屬于電力電子技術(shù)的分支之一，而電力電子技術(shù)又是當(dāng)今最重要的支撐科技，據(jù)美國總統(tǒng)科學(xué)和技術(shù)顧問委員會提出，國家關(guān)鍵性的科技領(lǐng)域有七個方面：能源、環(huán)保、資訊與通信、生命科學(xué)、材料和交通。這些領(lǐng)域都和電力電子技術(shù)有著密

3、切聯(lián)系，而開關(guān)電源又是其中的一個重要方面，所以開關(guān)電源有著長遠的發(fā)展前景。</p><p>　　課題研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題</p><p><b>　　基本內(nèi)容：</b></p><p>　　開關(guān)電源的工作原理；</p><p>　　根據(jù)現(xiàn)有的工藝、成本以及需要完成的目標選擇研究方向；</p>&

4、lt;p>　　根據(jù)適用范圍及市場需求量選擇設(shè)計12V60W的反激式開關(guān)電源，讓其具有過載、過壓、短路等保護功能，效率至少達到80%以上；</p><p>　　了解反激式拓撲，搭建各個功能模塊；</p><p>　　通過模擬仿真及模塊測試選擇合適的器件；</p><p>　　模擬過壓、欠壓、碰撞、海拔高低等不同工作環(huán)境；</p><p>

5、　　PCB原理圖的設(shè)計以及印制電路板的布局布線；</p><p>　　成熟的焊接技術(shù)應(yīng)掌握相應(yīng)器件的焊接溫度，避免橋連、虛焊等；</p><p>　　能夠獨立對電子負載儀、程控交流源、功率分析器、數(shù)字存儲示波器、雷擊浪涌發(fā)生器、群脈沖發(fā)生器等進行操作；</p><p>　　完成整體電路板的焊接及測試；（開關(guān)機時間測試、老化、安規(guī)測試、EMI、EMC、三溫性能測試、碰

6、撞測試、三防要求測試）；</p><p>　　調(diào)試相應(yīng)波形，按客戶要求寫出生產(chǎn)規(guī)格書；</p><p><b>　　擬解決的主要問題：</b></p><p>　　按照設(shè)計目標所設(shè)計的原理圖如何保證正確無誤；</p><p>　　模擬仿真時電源探頭、電壓探頭的放置位置應(yīng)設(shè)在哪；</p><p>　

7、　器件選擇中，根據(jù)計算自制變壓器及濾波器，要了解變壓器和濾波器的繞制工藝以及磁芯材料的打磨，計算平面與氣隙，能否按規(guī)格制造出相應(yīng)的變壓器、濾波器等；</p><p>　　在繪制完電路板并發(fā)給廠商做好后，若發(fā)現(xiàn)事先計算好的元器件沒有物料，再選擇其他的器件代替的話，如何盡可能小的影響帶載情況及效率；</p><p>　　對PCB板進行焊接時如何保證各器件不焊壞，保持整個電路板的完整性，不缺焊，

8、不漏焊；</p><p>　　能否按照國際IEEE標準整體對設(shè)計的開關(guān)電源測試，若沒有，又該如何搭建測試環(huán)境；</p><p>　　對恒溫恒濕箱如何設(shè)置；</p><p>　　老化程序如何設(shè)置，單路帶多少電壓電流等；</p><p>　　電子負載儀與數(shù)字存儲示波器相結(jié)合使用時，紋波噪聲測試的標準上下限應(yīng)為多少才正確，帶載程度如何設(shè)置，動態(tài)分析

9、時的模式設(shè)置及標準上下限為多少；</p><p>　　如何對開關(guān)電源進行靜電釋放，模擬雷擊實驗；</p><p>　　完整的開關(guān)電源該如何保存，確保下次開機時能正常使用；</p><p>　　課題研究方法、設(shè)計方案或論文撰寫提綱</p><p><b>　　研究方法：</b></p><p>　　

10、在上學(xué)期企業(yè)實習(xí)中發(fā)現(xiàn)開關(guān)電源市場需求量大，應(yīng)用范圍廣，確定畢業(yè)設(shè)計做于開關(guān)電源相關(guān)內(nèi)容；</p><p>　　通過對開關(guān)電源的深入了解發(fā)現(xiàn)反激式開關(guān)電源較正激式開關(guān)電源來說，體積更小、成本更低，確定所做開關(guān)電源為反激拓撲；</p><p>　　根據(jù)適用領(lǐng)域以及設(shè)計環(huán)境分析，最終將所設(shè)計的開關(guān)電源確定其為工控開關(guān)電源，輸出為12V60W;</p><p>　　按照市

11、場成熟的開關(guān)電源，讓其也達到國家IEEE標準（能完成標準安規(guī)測試、EMI、EMC及三防要求等測試）。</p><p><b>　　設(shè)計方案：</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計任務(wù)，先將12V60W反激式開關(guān)電源進行模塊分析：過壓保護模塊、欠壓保護模塊、主電路模塊（包括：輸入模塊、PWM控制模塊、反饋模塊、輸出模塊）；</p><p>　　輸

12、入模塊中，對輸入電流進行濾波整流，將輸入進來的交流電變成脈動直流電；</p><p>　　PWM控制模塊，主芯片NCP1253的運用，結(jié)合開關(guān)管和幾個吸收電路控制電路軟起；</p><p>　　反饋模塊，即變壓器的副邊反饋，將輸出模塊情況反饋到主電路，避免開關(guān)電源短路，燒壞電源板；</p><p>　　輸出模塊，保證輸出電壓和功率的穩(wěn)定，主要是對輸出端的幾個電解電容

13、大小的設(shè)計，這幾個電解電容決定了輸出直流電的大小和整個開關(guān)電源的帶載程度；</p><p>　　過壓保護模塊，運用AZ432和光耦以及NPN管，當(dāng)高于它的基準電壓1.25V時，實現(xiàn)NPN管的關(guān)斷進入過壓保護模式；</p><p>　　欠壓護模塊，運用AZ432和光耦以及PNP管，當(dāng)?shù)陀谒幕鶞孰妷?.25V時，實現(xiàn)PNP管的關(guān)斷進入欠壓保護模式；</p><p>　

14、　對整體原理圖進行SEMetrix軟件仿真，設(shè)置電流探頭和電壓探頭，確保原理圖無誤，整體方案可行；</p><p>　　為保證開關(guān)電源使用壽命，需對電解電容、MOS管等器件加散熱器，由于發(fā)熱的溫度以及熱阻會決定散熱器的大小和面積，計算好后在PCB板上合理繪制散熱器；</p><p>　　列好所需所有元器件的BOOM清單，按照BOOM清單找相應(yīng)原材料，并按照變壓器和濾波器的工藝自制變壓器和濾

15、波器；</p><p>　　定制好電路板，完成PCB板的焊接；</p><p>　　對整體開關(guān)電源進行各項功能測試，對比設(shè)計方案與所得實驗數(shù)據(jù)，無誤后按客戶要求寫出生產(chǎn)報告。</p><p><b>　　總體安排和進度</b></p><p>　　上學(xué)期企業(yè)實習(xí)安排：</p><p><b&

16、gt;　　根據(jù)課題制定方案；</b></p><p>　　完成開關(guān)電源原理圖的仿真，確保設(shè)計無誤；</p><p>　　繪制并定做設(shè)計的PCB板；</p><p>　　完成整體開關(guān)電源的焊接；</p><p>　　對開關(guān)電源進行功能測試；</p><p><b>　　下學(xué)期校內(nèi)安排：</b&

17、gt;</p><p>　　查找相關(guān)文獻，將上學(xué)期的設(shè)計內(nèi)容整理好；</p><p><b>　　完成開題報告；</b></p><p>　　和導(dǎo)師協(xié)商，設(shè)計改進方案；</p><p>　　確定設(shè)計無誤，完成畢業(yè)論文；</p><p><b>　　畢業(yè)答辯；</b></

18、p><p>　　課題研究準備情況（主要參考文獻、資料和參考書、完成任務(wù)所具備的條件等）</p><p><b>　　主要參考文獻：</b></p><p>　　[1]王志強，《開關(guān)電源設(shè)計》（第三版） </p><p>　　[2]【日】長谷川 章，《開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計與應(yīng)用》</p><p>　　[3

19、]梁適安，《開關(guān)電源理論與設(shè)計實踐》</p><p>　　[4]趙同賀，《新型開關(guān)電源典型電路設(shè)計與應(yīng)用》 </p><p>　　[5]陳純鍇，《開關(guān)電源原理、設(shè)計及實例》 </p><p>　　[6]韓廣興，《開關(guān)電源電路識圖》</p><p>　　[7]李龍文，《最新開關(guān)電源設(shè)計程序與步驟》</p><p>　　

20、[8]郝勇，《PADS9.5電路板設(shè)計與應(yīng)用》</p><p>　　[9]STMicroelectronics,L4981A，《Power factor corrector》</p><p>　　[10]Texas Instruments Incorporated.Application Note,Power supply Design Seminar，《Design and applic

21、ation guide for high speed MOSFET gate drive circuit》</p><p>　　[11]Texas Instruments Application Note，《Enhanced high power factor preregulator》</p><p>　　[12]J.W.Lim and B.H.Kwon，IEEE Trans.Indus

22、trial Electronics，《A power-factor controller for single-phase PWM rectifiers》</p><p>　　[13]R. Oruganti and C.Y.Thean,IEEE Proc.IECON，《A novel PFC scheme for AC to DC conver with reduced losses》</p>&l

23、t;p>　　[14]ON Semiconductor，《NCP1253_datasheet》</p><p>　　[15]S．Manias，《Novel full bridge semicontrolled switch mode rectifier IEE Power Application》</p><p>　　[16]N.Mohan,T.-M.Undeland,and W.-P

24、.Robbins,《Power electronics》，Third Edition。</p><p><b>　　需具備的條件：</b></p><p>　　對外文文獻有一定的認知能力；</p><p>　　對開關(guān)電源各個模塊功能及工作原理非常清晰；</p><p>　　會對開關(guān)電源內(nèi)部的各種器件進行參數(shù)計算，便于選擇

25、合適的器件；</p><p>　　熟練使用PADS軟件，能夠單獨完成PCB的整體布局布線以及各種元器件的封裝；</p><p>　　需要成熟的焊接技術(shù)，確保能完成PCB板的焊接，不會出現(xiàn)虛焊、漏焊、橋連等錯誤焊接導(dǎo)致的PCB板出現(xiàn)短路、斷路甚至燒壞PCB板的情況；</p><p>　　需要成熟的測試環(huán)境，確保能夠完成對電路板的開關(guān)機時間、老化、安規(guī)、EMI、EMC、