基于BT2747和LT1170芯片宽输入升降压型微系统设计开题报告

 2023-03-01 10:59:21

1. 研究目的与意义

1.研究背景

随着电子技术的发展,其应用的范围也日益扩大,电子产品的种类也更加丰富。一个稳定的电力供应系统是电子产品工作的必要条件,同时,它们对电力的需求也在不断的增加。现在的电子产品越来越小型化,轻型化,体积越来越小,这就使得容量也越来越小。所以就需要尽量增加这种装置的功率转换效率,降低功率消耗,使其能够在更大的范围内提供稳定的输出电压,从而延长电池的寿命。本文阐述一种能在宽输入范围下工作的升降压型DC-DC转换器,该转换器将被用来将变化的锂电池电压转换成稳定电压,从而为便携式设备供电。

在此次设计的过程中,我主要采用的是BT2747控制SEPIC升降压拓扑结构,这种结构和一般的相比较,它是可以实现电压的同相转换的。由于传统的控制方式在轻载时的转化效率太低,如何调高轻载转换效率是便携式电子设备电源管理的一个重点。本次设计主要采用了PWM的调制方式,可以减小系统的静态损耗,进而提高系统的转换效率。

开关电源从有到无,到目前为止,在很多方面都进行了很大的改变。电力电子技术的发展,让我们得以让很多的技术使用到开关电源之中。目前开关电源的发展已经到了很成熟的地步了。第一,线性开关在开关电源的使用中有着很大的技术优势,传统的工频变压器很占空间,而目前的开关电源的体积小,重量轻,性价比也非常的不错。随着开关电源的不断发展和滤波技术不断的提升,我们之前遇到的许多的问题,例如输出波纹等等问题都可以很好的解决。第二,开关电源的频率已经非常高了,目前开关电源的频率已经到了MHZ的级别了。我国现在也对此进行深入的研究,虽然相较于国际水平来说有所落后,但是,通过我们的不断努力,我们一定会尽快的和国际水平接轨的。第三,就是开关电源不断地朝着小型化进行发展,经过很多的实验和证明,开关电源所使用的很多元件,比如电容,电感等等,他们与电源的工作频率是反比的关系。所以,开关电源的体积也变得越来越小。而开关电源的逐渐小型化,给我们的生活带来了很大的便利,在我们的制造方面,也给我们节约了不少的资金和成本。第四,开关电源的功率显著提高,我们要想使电子设备有着更好的工作能力,提升开关的工作效率是十分重要的。目前,国际上的开关电源的功率已经可以达到95%,而我们国内的功率也可以达到93%。第五,就是软开关技术,软开关技术在理论上,可以将功率的损耗下降为0。

总而言之,开关电源的发展一定是要符合人民的生活需求的,现在,国际上对于开关电源的研究依然是火热的。作为当代的青年人,我们也应该掌握好理论基础,认真对待科技的发展,把握好时机,为开关电源的发展贡献自己的力量。

2.研究目的和意义

2.1研究目的:

随着电力电子技术和半导体制造工艺的快速发展,我国的电源技术的发展突飞猛进,但具体来说我国与国外的水平依然有很大的差距。从我国七十年代将AC-DC开关电源应用于黑白电视机及小型计算机开始,到九十年代的高频化功率密度激光器软开关电源和高可靠性高耐压的卫星开关电源至今长达30多年,我们国家开关电源应用领域沿着高频化,高精度,高可靠性,以及低成本,低重量这个方向不断前行。

但我们不可忽视的是开关电源自身依然存在着很多的不足,譬如,开关的抗干扰性不够,我们都知道开关在每次打开关闭的一瞬间总会伴随着电压电流的突然增大和减小,而这往往就是电源最易受到干扰的地方,重则会导致元器件之间的损坏,使电路直接报废。而这些不但是对设计研究开关电源技术的考验,更是对开关电源的普及和发展设下了障碍。因此,我想通过本篇论文对于开关电源的升压稳压电路进行研究,如果可以,更加希望可以为人们在未来的生活中提高更为实际的便利。

2.2研究意义:

开关电源目前发展的很成熟,也很迅速。但是,它并不能解决我们生活中的所有问题。当我们的电路有着一些干扰时,那么可能就会导致我们的设备无法工作。这个时候我们就要想办法去研究一些其他的电路,以便可以使我们的电路得以正常的工作。如今,大多数的DC-DC实现的是电压的单向变化,那么,这就导致了转换效率是非常低的。我们为了使设备更好的工作,所以我选择使用SEPIC电路来进行研究,以用来使电源设备小型化,高效化。

2. 研究内容与预期目标

研究内容

本论文主要设计目标是完成一个高效,高功率密度的电压控制型SEPIC型DC-DC转换器芯片。具体来说就是提高芯片功率密度,提高芯片转换效率等等。主要完成基于BT2747微小型化宽输入电压输出可调隔离升降压型DC-DC电源转换微模块设计。

预期目标及技术指标:

参数 符号 条件 最小值 最大值 单位

输入电压范围 Vin 524 V

输出电压 Vout536 V

输出功率 Pout2 W

隔离耐压 Visolation 500V

温度 t-25 55 ℃

其他特色指标:可以软启动

PCB外形:不大于14mm*14mm*3.2mm或11mm*19mm*3.2mm(3.2mm为所选器件的最高高度) 推荐芯片:BT2747

3. 研究方法与步骤

1.首先要对电路的原理进行分析,了解SEPIC电路的工作原理。

2.其次要对本次设计所需用到的两种芯片进行分析,了解芯片的引脚功能和工作原理。

3.绘制仿真的原理图,对该电路进行升降压的仿真测试,看看实际测量结果与理论值是否相一致。

4.对电路进行原理图和PCB的绘制,并且做出最后的实物。

5.对焊接好的电路板进行测试,看看和理论结果与仿真结果是否一致。

4. 参考文献

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[3] 杨 旭,裴云庆,王兆安.开关电源技术.北京:机械工业出版社.2003

[4] [日]原田耕介主编.耿文学 译.开关电源手册.北京:机械工业出版社.2004

[5] 刘泉海,陈因等.电子电子技术.重庆:重庆大学出版社.2004

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[7] 张占松,蔡宣三.开关电源的设计与应用.北京:电子工业出版社2001

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[9] 周志敏,纪爱华.学开关电源设计.北京:电子工业出版社2014

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[20] 李可.开关电源的 PCB 设计[J].民营科技,第 4 期,第37页,2010.4

5. 工作计划

(1)2月25日~3月10日: 收集资料,熟悉基本知识,掌握毕设基本设计原理。

(2)3月11日~3月20日:把握整体方案,深入研究设计原理,撰写开题报告。

(3)3月21日~4月21日:巩固设计方法,开展各个功能模块具体设计,完成毕设初步设计。

(4)4月21日~5月1日:进一步完善设计内容,进行功能仿真实验。

(5)5月1日~5月15日:继续完善整体设计和仿真测试,并着手撰写论文

(6)5月15日~5月28日:完善论文,准备答辩

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