毕业设计---高功率密度小功率DC-DC模块电源的研究

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1、题 目 高功率密度小功率 DC-DC 模块电源的研究 高功率密度小功率 DC-DC 模块电源的研究 目录 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 绪论 . 1 1.1 开关电源的发展趋势 1 1.2 功率密度 2 1.3 模块电源的关键技术 3 1.3.1 开关电源高频化 3 1.3.2 软开关技术与同步整流技术 3 1.4 本课题研究的目的和内容 6 1.4.1 本课题研究的主要目的 6 1.4.2 本课题研究的主要内容 6 1.5 本文结构 7 第二章 小功率模块电源主电路基本拓扑 . 8 2.1 小功率模块电源基本拓扑的分析 8 2.1.1 降压型变换器 . 8 2.1.2

2、反激式变换器 . 8 2.1.3 正激式变换器 . 9 2.2 主电路选择 9 2.3 本章小结 . 11 第三章 Buck 型变换器的设计 12 3.1 Buck 型变换器主电路设计 12 3.1.1 输出电感的设计 . 13 3.1.2 输出电容的设计 . 13 3.2 反馈回路的设计 . 14 3.2.1 3 型误差放大器的原理 . 14 3.2.2 应用 PSIM 的 SmartCtrl 组件设计 3 型误差放大器 16 3.2.3 Buck 型变换器的闭环仿真 19 3.3 本章小结 . 20 第四章 软开关电路的分析、设计与仿真 21 4.1 组合吸收电路 . 22 4.1.1 R

3、CD 与 L 的组合吸收电路的原理分析 . 22 4.1.2 仿真设计与结果分析 22 高功率密度小功率 DC-DC 模块电源的研究 目录 4.2 Buck 型 ZVS-PWM 电路 24 4.2.1 Buck 型 ZVS-PWM 电路的原理分析 24 4.2.2 仿真电路的设计 26 4.2.3 仿真结果与分析 27 4.3 应用同步整流技术的 Buck 型 ZVS-PWM 电路 30 4.4 本章小结 . 32 第五章 总结与展望 33 5.1 主要完成的工作 . 33 5.2 研究中的不足 . 33 结束语 35 参考文献 36 高功率密度小功率 DC-DC 模块电源的研究 摘要 I 摘

4、 要 近年来开关电源产业发展迅速，开关电源技术在消费电子类电源、通讯领域电源 和工业领域电源中得到了广泛的应用，人们对电源高频化、小型化、轻量化、模块 化等需求也随之提高，大力推动了开关电源技术的迅速发展。 本文主要研究高功率密度小功率 DC-DC 模块电源拓扑以及提高模块电源功率密 度、能量转换效率的方法。通过提高开关频率，减小模块电源无源器件的体积，同 时应用软开关技术、同步整流技术减小开关器件的损耗，提高电源效率，以减小散 热片的面积，进一步提高电源的功率密度。本文采用 Powersim 公司的 PSIM 软件做 仿真研究，相比于其他的电力电子仿真软件，其具有仿真速度快、功能模块齐全且 可配置性强、容易上手等优点。 文中首先对三种常用于小功率开关电源主电路拓扑的基本工作原理和各自的优 缺点进行了分析，最后确定以 Buck 型变换器作为模块电源的主电路拓扑。 其次，以一个输入 512V、输出 3.3V/33W 并工作在 250kHz 的高频模块电源为 目标，对 Buck 型拓扑主电路以及反馈回路进行分析与设计，计算选择相应的元件参 数，应用 PSIM 软件的 SmartCtrl