開關(guān)電源畢業(yè)答辯PPT模版終稿(王建軍)

1、 開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì)開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯人：王建軍導(dǎo)師：賀超 教授開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì)開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄1課題背景、選題意義課題背景、選題意義及發(fā)展方向及發(fā)展方向2系統(tǒng)整體方案分析選擇系統(tǒng)整體方案分析選擇3組合式開關(guān)電源原理組合式開關(guān)電源原理示意圖示意圖4關(guān)鍵技術(shù)：關(guān)鍵技術(shù)：PWM技術(shù)和技術(shù)和PID技術(shù)技術(shù)6結(jié)論與啟示結(jié)論與啟示5開關(guān)電源核心開關(guān)電源核心Buck變變換器和推挽式變換器換器和推挽式變換器內(nèi)容內(nèi)容摘要摘要 開關(guān)電源因其高效節(jié)能引起社會各方面的重視，現(xiàn)已成為通用開關(guān)電源、專用開關(guān)電源及特種開關(guān)電源優(yōu)選集成電路。多年來對開關(guān)電源的核心單元控制電路實(shí)現(xiàn)集成化是開關(guān)電源的發(fā)展方向，因此開關(guān)電

2、源研究有很大的研究價值。 本文通過節(jié)能型恒流開關(guān)電源的工作原理，根據(jù)方案設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)，給出了整體電路設(shè)計(jì)的理論依據(jù)；然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求提出了整體電路的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，并且闡述了整體電路工作原理和子電路的性能要求。介紹了輸入整流與濾波、變壓器、功率開關(guān)管、控制器、保護(hù)電路、電流電壓反饋網(wǎng)絡(luò)、輸出整流續(xù)流與濾波、穩(wěn)壓恒流輸出模塊。最后，應(yīng)用Multisim仿真軟件對子電路模塊和整體電路進(jìn)行功能仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果滿足要求，進(jìn)一步驗(yàn)證理論分析和設(shè)計(jì)的正確性，也是設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐相結(jié)合的一次有價值的嘗試。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：開關(guān)電源 ；整流 ；仿真 開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì)課題背景及選題意義課題背景及選題意義課題背景、選題

3、意義及發(fā)展方向 隨著隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，電電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，電子設(shè)備的種類也越來越多。當(dāng)今，我們的生活離不開各種電器，工業(yè)子設(shè)備的種類也越來越多。當(dāng)今，我們的生活離不開各種電器，工業(yè)生產(chǎn)，科研也離不開各種各樣功能各異的電器設(shè)備。這些設(shè)備工作的生產(chǎn)，科研也離不開各種各樣功能各異的電器設(shè)備。這些設(shè)備工作的一個重要的基礎(chǔ)部分是電源，往往一個電源的工作好壞，性能優(yōu)劣，一個重要的基礎(chǔ)部分是電源，往往一個電源的工作好壞，性能優(yōu)劣，就決定一個電器設(shè)備的壽命及效率。有一些資料統(tǒng)計(jì)可知，一般電源就決定一個電器設(shè)備的壽命及效率。有一些資料統(tǒng)計(jì)可知，

4、一般電源設(shè)備的故障設(shè)備的故障60%60%來自電源。電源是向負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)電能的供電設(shè)備，來自電源。電源是向負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)電能的供電設(shè)備，是工業(yè)的基礎(chǔ)。因此開關(guān)電源的研制開發(fā)工作顯得尤為重要是工業(yè)的基礎(chǔ)。因此開關(guān)電源的研制開發(fā)工作顯得尤為重要。 電源電源技術(shù)是一種應(yīng)用功率半導(dǎo)體器件，綜合電力變換技術(shù)、現(xiàn)代技術(shù)是一種應(yīng)用功率半導(dǎo)體器件，綜合電力變換技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、自動控制技術(shù)學(xué)科的邊緣交叉技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)、自動控制技術(shù)學(xué)科的邊緣交叉技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電源技術(shù)又與現(xiàn)代控制理論、材料科學(xué)、電機(jī)工程、微電子技術(shù)等領(lǐng)電源技術(shù)又與現(xiàn)代控制理論、材料科學(xué)、電機(jī)工程、微電子技術(shù)等領(lǐng)域密

5、切相關(guān)。因此，電源技術(shù)已發(fā)展成為一門多學(xué)科互相滲透的綜合域密切相關(guān)。因此，電源技術(shù)已發(fā)展成為一門多學(xué)科互相滲透的綜合性技術(shù)學(xué)科性技術(shù)學(xué)科。 開關(guān)開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LEDLED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LEDLED燈具，燈具，通訊設(shè)備，視聽產(chǎn)品，安防監(jiān)控，通訊設(shè)備，視聽產(chǎn)品，安防監(jiān)控，LEDLED燈袋，電腦機(jī)箱，數(shù)碼產(chǎn)品

6、和燈袋，電腦機(jī)箱，數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。儀器類等領(lǐng)域。 開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體方案分析選擇系統(tǒng)整體方案分析選擇系統(tǒng)整體方案分析選擇開關(guān)電源作為一種高效、輕型、高性能的電源已廣泛用于家用電器、開關(guān)電源作為一種高效、輕型、高性能的電源已廣泛用于家用電器、電子計(jì)算機(jī)、變頻器等電子設(shè)備中。而在變頻器中的廣泛應(yīng)用更顯電子計(jì)算機(jī)、變頻器等電子設(shè)備中。而在變頻器中的廣泛應(yīng)用更顯其本色。變頻器的控制回路、驅(qū)動回路、保護(hù)回路、檢測電路等需其本色。變頻器的控制回路、驅(qū)動回路、保護(hù)回路、檢測電路等需要十余種相互隔離的電源。采用開關(guān)電源后要十余種相互隔離的電源。采用開關(guān)電源后, ,可以使變頻器體積小、可以使變頻器

7、體積小、重量輕、功耗低、穩(wěn)壓范圍寬重量輕、功耗低、穩(wěn)壓范圍寬, ,大大地改善了裝置的控制可靠性及保大大地改善了裝置的控制可靠性及保護(hù)性能。開關(guān)電源的種類很多護(hù)性能。開關(guān)電源的種類很多, ,不同容量等級的變頻器采用不同形式不同容量等級的變頻器采用不同形式的開關(guān)電源。根據(jù)我們研制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)的開關(guān)電源。根據(jù)我們研制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn), ,要求開關(guān)電要求開關(guān)電源適應(yīng)范圍為源適應(yīng)范圍為50V330V,50V330V,且在輸入電壓低至且在輸入電壓低至50V50V時仍然能輸出滿功率時仍然能輸出滿功率, ,顯然常規(guī)的開關(guān)電源不具備這樣寬的調(diào)節(jié)范圍。為此顯然常規(guī)的開關(guān)電源不具備這樣寬的調(diào)節(jié)范

8、圍。為此, ,采用由斬波器采用由斬波器和推挽式變換器組成的兩級組合式開關(guān)電源作為裝置的各種和推挽式變換器組成的兩級組合式開關(guān)電源作為裝置的各種控制電控制電源，可實(shí)現(xiàn)多源，可實(shí)現(xiàn)多路輸出和多種保護(hù)。通過電流模式控制，通過對路輸出和多種保護(hù)。通過電流模式控制，通過對BuckBuck電路建模，在電路建模，在MATLABMATLAB上進(jìn)行仿真上進(jìn)行仿真，來驗(yàn)證設(shè)計(jì)，來驗(yàn)證設(shè)計(jì)思路的正確性和可行思路的正確性和可行性。建模主要是性。建模主要是PWMPWM和系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。和系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。 開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì)開關(guān)電源原理示意圖開關(guān)電源原理示意圖原理組合式開關(guān)電源原理示意圖所示。該電源主要由兩級組成:

9、第一級是降壓斬波器,通過PWM控制V2管的開通和關(guān)斷,使輸入電壓(取自主回路中間直流電壓)在50V330V范圍內(nèi)能夠輸出穩(wěn)定直流24V電壓。該24V電源用于后一級變換器的輸入以及交流變頻調(diào)速裝置的風(fēng)扇和電機(jī)磁閘電源。第二級變換器實(shí)際上是將直流24V重新凋制,控制V3,V4交替導(dǎo)通和關(guān)斷,把24V直流電壓變換成高頻交流電壓,經(jīng)高頻變壓器副邊輸出多組裝置所需的各種電壓和驅(qū)動所需的方波電壓。為了保證在送電初期電源能正常工作,特設(shè)置了初始電源產(chǎn)生電路。在斬波器穩(wěn)定輸出24V后,初始電源退出工作,由電源本身提供工作電源。注：圖中所示的V2、V3、V4 指通用的開關(guān)管不一定是功率晶體管。電源控制回路采用U

10、C系列集成電流控制芯片UC3842，UC3846作為控制芯片?？蓪?shí)現(xiàn)精確控制，提高電源的可靠性并可方便的實(shí)現(xiàn)保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。組合式開關(guān)電源原理示意圖圖2.1 組合式開關(guān)電源原理示意圖 開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)：關(guān)鍵技術(shù)：PWMPWM技術(shù)和技術(shù)和PIDPID技術(shù)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：PWM技術(shù)和PID技術(shù)PWM技術(shù) PWM（Pulse Width Modulation）控制就是脈寬調(diào)制技術(shù)：即通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效的獲得所需要的波形（含形狀和幅值）。它是利用微控制器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于測量、通信、功率控制與變換等許多領(lǐng)域。 特點(diǎn)： 開關(guān)周期恒定，

11、通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。小米創(chuàng)始人，雷軍關(guān)鍵技術(shù)：PWM技術(shù)和PID技術(shù)PID技術(shù) PID控制是根據(jù)偏差的比例P、積分I、微分D進(jìn)行控制，是控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律。通過調(diào)整比例、積分和微分三項(xiàng)參數(shù)，使得大多數(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)獲得良好的閉環(huán)控制性能。 PID控制的本質(zhì)是一個二階線性控制器，其優(yōu)點(diǎn)：1、技術(shù)純熟；2、已被人們熟悉和掌握；3、不需要建立數(shù)學(xué)模型；4、控制效果好；5、消除系統(tǒng)穩(wěn)定誤差。小米創(chuàng)始人，雷軍 開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì)開關(guān)電源核心開關(guān)電源核心BuckBuck變換器和推挽式變換器和推挽式變換器變換器Buck變換器Buck工作原理BUCK變換器又稱降壓變換器，它是一種

12、對輸入輸出電壓進(jìn)行降壓變換直流斬波器，即輸出電壓低于輸入電壓。其基本結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。圖3.1 Buck變換器電路工作過程：當(dāng)主開關(guān)Tr導(dǎo)通，如圖3.2所示，is= 流過電感線圈L，電流線性增加在負(fù)載R上流過電流Io，兩端輸出電壓Vo，極性上正下負(fù)。當(dāng)is i。時，電容在充電狀態(tài)。這時二極管D承受反向電壓而截止。經(jīng)時間D1Ts后，如圖3.3所示主開關(guān)Tr截止，由于電感L中的磁場將改變L兩端的電壓極性，以保持其電流 不變。負(fù)載兩端電壓仍是上正下負(fù)。在 Io時，電容處在放電狀態(tài)，以維持Io、Vo不變。這時二極管D，承受正向偏壓為電流紅構(gòu)成通路，故稱D為續(xù)流二極管。由于變換器輸出電壓Vo小于電源電

13、壓Vs，故稱它為降壓變換器。其工作圖如下圖3.2所示:Buck變換器a. Tr導(dǎo)通 b.Tr關(guān)斷圖3.2 Tr導(dǎo)通與關(guān)斷電路 在 一 般 的 電 路 中 是 期 望在 一 般 的 電 路 中 是 期 望BUCK電路工作在連續(xù)導(dǎo)通模式電路工作在連續(xù)導(dǎo)通模式下的，在一個完整的開關(guān)周期中，下的，在一個完整的開關(guān)周期中，BUCK變換器的工作分為兩段，變換器的工作分為兩段，其工作波形圖為其工作波形圖為:圖3.3 BUCK在連續(xù)模式下的工作波形圖推挽式變換器主從輸出推挽拓?fù)涞脑韴D3.4 推挽脈寬調(diào)制變換器推挽拓?fù)淙鐖D3.4所示，它主要由帶多個次級繞組的變壓器構(gòu)成，每個次級繞組都提供一組相差180的方波脈

14、沖，脈沖幅值由次級繞組的匝數(shù)決定。而所有的次級繞組的脈寬都由接于次級主輸出的負(fù)反饋控制電路決定。在推挽式變換器中使用兩個幅值相等、脈寬可調(diào)、相差180的脈沖驅(qū)動Q1和Q2基極外，它的控制電路和其他電路原理一樣。 開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì) 結(jié)論與啟示結(jié)論與啟示結(jié)論與啟示Paper Summary 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握了開關(guān)電源的設(shè)計(jì)思路和方法。通過對各個模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，對開關(guān)電源有了更深刻的理解。其各模塊主電路、控制電路、驅(qū)動電路、保護(hù)電路設(shè)計(jì)方法和思路比較多，通過比較各模塊各個實(shí)現(xiàn)方法優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)的要求，選擇了比較適合的電路。 本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是采用了組合式變換器和實(shí)現(xiàn)了多路輸出和多種保護(hù)。通過電流模式控

15、制，電源的穩(wěn)定性好，響應(yīng)更快。本設(shè)計(jì)還有不足之處，理論上的設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些實(shí)現(xiàn)問題。 通過對Buck電路建模，在MATLAB上進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)思路的正確，和理論性的可實(shí)現(xiàn)。在建模中采用閉環(huán)控制，使系統(tǒng)具有良好的性能，其技術(shù)指標(biāo)均滿足要求。 其調(diào)試過程比較麻煩，尤其是參數(shù)的整定，要獲得良好的響應(yīng)曲線必須有耐心。通過仿真對軟件MATLAB有了一定的了解，能夠比較熟練的應(yīng)用功能強(qiáng)大的仿真模塊Simulink。Conclusion2nd priority initiatives12345Evaluate whether offer DT store more margin is pos

16、sibleTogether with other strong brands, communicate “Unilever” company brand moreOptimize our promotion pack allocation policyOptimize island display in Northern area, pay more attention to season differencesAdd more POSMs to more outlets. Using multiple ways to communicate with consumersThanks for your time 我此次的答辯暫告收尾，這也意味著我在西安理工大我此次的答辯暫告收尾，這也意味著我在西安理工大學(xué)本科段的學(xué)習(xí)既將結(jié)束。在這一段時間里，我在學(xué)習(xí)上學(xué)本科段的學(xué)習(xí)既將結(jié)束。在這一段時間里，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外，與各位老師的和思想上都受益非淺。這除了自身努力外，與各位老師的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。 論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。導(dǎo)師的諄諄論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。導(dǎo)師的諄諄教導(dǎo)及支持鼓勵，是我堅(jiān)持完成論文的動力源泉。在此，教導(dǎo)及支持鼓勵，是我堅(jiān)持完成論文的動力源泉。在此，我特別要感謝我的導(dǎo)師賀超