毕业设计(论文)开题报告
题 目： 基于UC3844变频器
辅助电源研究设计
学 院：
专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 学 号：
指导老师：
2015 年 3 月 15 日
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。 文献综述 一、引言 在电源日新月异的今天，新型、高效、环保的电源产品越来越受到人们的重视。高频开关式直流稳压电源具有体积小、效率高、和占空间小等特点，因此获得了广泛的关注研究和应用。开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型，电压控制型是一个单闭环电压控制系统，因此系统响应速度慢，很难达到令人满意的调整率精度。而电流控制型较电压控制型拥有很多不能相比的优点。 UC3844是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。这里说的电流型脉宽调制器，其原理是按反馈电流来调节脉宽的。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。UC3844的结构上有电压环、电流环双环系统，因此，无论开关电源的负载调整率、电压调整率、和瞬态的响应特性都有很大提高，是目前比较理想、应用比较广泛的新型控制器。
二、变频器的发展 变频器如今已经应用于各行业多种设备,并逐渐作为当今电能节省,改善工艺流程，改造传统型工业,提高生产自动化水平,提高产品的质量,改善环境的主要技术之一。变频器技术是一种全新绿色环保技术,是国民经济以及日常生活中普遍需要的新兴技术,也是国际上电子技术更新最快的领域之一。 交流传动与控制技术是目前发展最为迅速的技术之一，这是和电力电子器件制造技术、变流技术控制技术以及微型计算机和大规模集成电路的飞速发展密切相关。 随着微机技术、电力电子技术和调速控制理论的不断发展，变频器作为一种智能调速“电源”也在不断地更新。从变频器被发明以来，通用变频器已经经历以下几个发展阶段：模拟式、数字式、智能式、多功能型和现在的通用变频器。 新型变频器不仅采用高频载波方式的正弦波SPWM调制实现静音化，还在通用变频器输入侧加交流电抗器，而在逆变电路中则采取PWM控制技术，以改善输入电流的波形和降低电网的谐波，在抗干扰和抑制高次谐波方面皆符合国际标准，实现清洁电能的变换。比如柔性PWM的控制技术，它实现了更低的噪音运行。
为更好地发挥变频调速控制技术的独特功能，并尽可能满足现场控制的需要，新型变频器派生了许多专用机型，例如风机水泵专用型、机械主轴传动专用型、交流电梯专用型、电源再生专用型、起重机专用型、纺织机械专用型、恒压供水专用型、机车牵引专用型、中频驱动专用型、单相变频器等。 新型变频器不仅发展单机的数字化、智能化外，还向集成化、系统化的方向飞速发展。如西门子公司的集通讯、设计和数据管理于一体的“全集成自动化”（TIA）平台概念，它可以使伺服装置、控制器、变频器及通讯装置等配置，更甚至于自动化和驱动系统以及通讯和数据管理系统都可以像驱动装置嵌入全集成自动化的系统那样进行，其目的是为广大用户提供最好的系统功能。 三、开关电源的发展 电力电子传动技术已经渗透到人类生产和生活的各个领域，变频器作为电力电子传动设备必不可少的部分也得到了很大的发展，变频器技术已经从单一的控制电机发展到包含过压欠压保护、故障报警、检测反馈等等多系统的变频器控制系统。因此，需要有多路稳定输出的电源来保证如此复杂的变频控制系统正常稳定的工作。 变频器朝着小型化和低成本化方向发展，加速了电源向轻、薄、小和高效等方向发展。传统的晶体管稳压电源是连续控制的线性稳压电源，这种传统稳压电源技术比较成熟，已开发出大量集成化的稳压电源模块，这此类电源的优点是：稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等，但这类电源有致命的缺点是体积大，因为它包括需要笨重的工频变压器，体积和重量都很大的滤波器。为了符合变频调速器的小型化轻型化的发展，电源技术工程师开始研发新的电源，开关电源因其特有的优点而受到关注，而且到目前为止已经成功应用到了变频器设备中。 开关电源是指电路中的电力电子器件工作在开关状态的稳压电源，是一种高频电源变换电路,采用直-交-直变换,能够高效率地产生一路或多路可调整的高品质的直流电压。 开关电源采用功率半导体器件作为开关器件，通过周期性间断工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压。开关电源的基本构成如图所示，其中DC/DC变换器进行功率转换，它是开关电源的核心部分，此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。输出采样电路（R1、R2）检测输出电压变化，与基准电压Ur比较，误差电压经过放大及脉宽调制（PWM）电路，再经过驱动电路控制功率器件的占空比，从而达到调整输出电压大小的目的。
四、开关电源中的辅助电源 开关电源一般由功率主回路、辅助电源和控制回路组成。功率主回路主要用来给用户负载供电，而开关电源的辅助电源主要用来给功率主回路的控制电路、驱动电路或电源系统的监控电路供电。 辅助电源的设计不但影响到整个电源的体积、效率、稳定性、可靠性和成本，而且还将影响到整个开关电源的设计策略。一个重要的原因就是隔离问题。例如在离线式开关电源中，如果其内部的辅助电源和功率主回路输入共地，那么就需要用光耦或变压器来对输出电压采样信号进行隔离。而如果是内部辅助电源和功率主电路输出共地，则一般不需要对电压采样信号隔离，这时只需对驱动信号隔离。 1.开关电源辅助电源的特点及种类 由于所需辅助电源的功率一般较小，辅助电源应该力求简单、可靠和小巧。根据辅助电源与功率主回路的关系，开关电源中的辅助电源可以分为两大类： (1)型：辅助电源于功率主回路。主要用于大功率或中功率电源系统，比如在通讯电源、ATX电源中，需要电源正常或失败信号或电源远程控制的功能时，在功率主回路即使不工作时，辅助电源也要正常供电。 (2)非型：由主变换器高频变压器输出的一部分构成辅助电源。主要用于中小功率电源系统，有利于减小整个电源的体积，实现小型化，节约成本。特点是辅助电源与主变换器二者的工作状态互相制约。如果辅助电源不给控制电路供电，主变换器将不工作。而当主电路不工作，辅助电路也随之关闭。所以在电源的启动阶段需要一些方法给控制电路提供能量，然后过渡到正常的工作状态。 2.开关电源中的辅助电源设计的原则 虽然辅助电源所需要输出功率不大，但它是开关电源中的非常重要的组成部分，将影响到整个电源的性能。开关电源正向着轻、小、薄、高可靠、高稳定、高效率和智能化的方向发展，应根据整个开关电源系统的规格要求来选择合适的辅助电源系统，首先在满足可靠性的前提下，设计简单、轻巧和经济的辅助电源。
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２．开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施 开题报告 一、课题的目的与意义 变频器已应用于各行各业多种设备,并成为当今节电,改造传统工业,改善工艺流程,提高生产过程自动化水平,提高产品质量,改善环境主要技术之一。变频器技术是一种绿色技术,是国民经济和日常生活中普遍需要新技术,也是国际上技术更新换代最快领域之一。 经过多年的发展，变频器技术已经从单一的控制电机发展到包含过压欠压保护、故障报警、检测反馈等等多系统的变频器控制系统。因此，需要有多路稳定输出的电源来保证如此复杂的变频控制系统正常稳定的工作。其中变频器中的辅助电源是首先要解决的问题。 二、课题发展现状和前景展望 历经几十年的不断发展，现代开关电源技术有了重大的进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT可使中小型开关电源的工作频率达到400kHz（AC/DC）或1MHz（DC/DC）；软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减小电源的体积和重量，而且提高了电源的效率；控制技术的发展和专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正（APFC）技术的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电源的整体效率。 在电力电子技术的应用及各种电源系统中，开关电源技术均处于核心地位。开关电源可极大地提高电源利用效率、节省材料、降低成本。更可体现技术含量的价值。开关电源目前的发展趋势可以概括为以下几个方面：高频化、模块化、数字化、PFC、同步整流技术、非隔离DC/DC技术、初级PWM控制IC的优化以及绿色化。开关电源技术因应用需求不断向前发展，新技术的出现又会使许多应用产品更新换代，还会开拓更多更新的应用领域。这几年，随着通信行业的发展，以开关电源技术为核心的通信用开关电源市场需求日益扩大，吸引了一大批科技人员对其进行开发研究。
三、课题主要内容和要求 研究内容：研究设计基于UC3844专用PWM发生芯片，采用反激变换器结构的高压直流（DC 350V-700V）输入多路（5路：24V/200mA；±15V/200mA；5V/1A）隔离输出电源。设计完成的该系统应符合各项行业规定。 要求： 1、多路输出之间无电磁干扰； 2、不论负载如何变化，各路输出的电压都要稳定，不能有大的波动； 3、整个开关电源不能发射出过大的干扰信号，避免影响变频器的正常工作； 4、要求其体积尽可能小，成本低廉，维修容易。 四、研究方法、步骤和措施 1、研究方法：查阅相关资料了解开关电源的工作原理根据专业课程以及他人的设计、研究成果，握设计的过程和方法，并归纳、创新出自己的研究方案。 2、研究步骤： 1）了解其原理 2）总体设计思路的构想 3）设计 4）仿真验证 5）得出结论
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指导教师意见： 1．对“文献综述”的评语： 2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日
