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多路输出开关电源设计

www.bysj580.com / 2017-03-16
多路输出开关电源设计
一、课题的目的意义: 
开关电源广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、通讯设备、电力设备、仪器仪表等领域。它不仅体积小重量轻,并且电源效率非常高,效率甚至能达到90%以上。迅速发展的社会,对能源的要求越来越高,开关电源的高效率不但节省了大量电能,而且节省的大量的材料。虽然开关电源的成本相对较高,但研究发现在功率超过一定功率时,成本反而比线性电源低。并且高可靠性的开关电源还是各种设备可靠工作的保证。调查发现,大多数的设备损坏都是电源造成的,因此研究高可靠性的开关电源,对生产生活是至关重要的。开关电源可将电网输入的交流电压直接整流再进行PWM控制,这样可省去笨重的电源变压器,使电源的体积大大缩小,重量减轻。在隔离式开关电源中,高频隔离变压器由于频率高而可以使体积小、重量轻。对产品推广有重要意义。
二、近年来国内外研究现状:
高频方面。许多国家都步入兆赫兹级别,为此研究新型高频磁性材料,减少其寄生参数,减少磁损耗,增强散热性,如5~6µm超薄钴基非晶态磁带,纳米结晶软磁薄膜也在研究。铁氧体或其他薄膜材料高密度集成在硅片上等。 
高效方面。减少开关管等功率器件的通态电阻、降低漏电流等。如高性能碳化硅(SiC)功率半导体器件,其优点是:禁带宽,工作温度高(可达600°C),通态电阻小,导热性能好,漏电流极小,PN结耐压高等等。 
电磁兼容方面。主要研究典型电路与系统的近场、传导干扰和辐射干扰建模;印制电路板和开关电源EMC优化设计软件;低中频、超音频及高频强磁场对人体健康的影响;大功率开关电源EMC测量方法的研究等。新型电容器方面。研究开发适合于功率电源系统用的新型电容器和超级大电容。要求电容量大、等效电阻(ESR)小、体积小等。 
功率因数校正。许多国家也在研究性价比较高的功率因数校正技术。 
低压大电流。伴随着微处理器的性能提高,低压大电流开关电源起到重要作用。例如电压低达1.1~1.8V,而电流达50~100A的开关电源。
另外,还有采用波形交错技术,探寻省略滤波电容的可能性等。开关电源还朝着模块化方向发展。
三、 设计方案的可行性分析和预期目标: 
对于一些需要多种电压供电的设备,如电子计算机。多路输出的开关电源不仅节省了电源的投资,并且对于缩小了设备体积也起到至关重要的作用。目前开关电源专用芯片也很多,设计周期短。 
预期目标:
频率:大于50kHZ 
输入:AC185~250V 
输出: +/-5V/0.5A(共4路)、+/-12V/1A、+24V/1A 电压调整率:小于0.5% 负载调整率:小于1% 效率:大于80% 
四、 所需要的仪器设备、材料: 
示波器、万用表、功率表等。 
PCB板、电阻、电容、电感、二极管、MOSFET、UC3844、磁芯材料、变压器绕线。
五、 主要参考文献及资料:
[1] 辛依波.开关电源基础与应用.西安科技大学出版社.2009.
[2] 李龙文.最新开关电源设计程序与步骤.中国电力出版社.2008.
[3] 普利斯曼.比得斯.莫瑞.任志强译.开关电源设计.电子工业出版社.2010.
[4] 周志敏.纪爱华.高频开关电源设计与应用实例.人民邮电出版社.2008.
[5] 乔恩明.开关电源工程设计快速入门.中国电力出版社.2010.
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