毕 业 论 文 ﹙设 计﹚ 开 题 报 告

题    目   非隔离式DC-DC变换器的建模与控制 

学生姓名     黄  瑞    学  号   0617042010   

所在院(系)            电  气  工  程  系                 

专业班级         自控专升本061班            

指导教师             皇金锋                  

20##年  3 月 10  日

第二篇：开题报告

燕 山 大 学

本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称：交错双管并联正激变换器研究

学院（系）：

年级专业：09级电气工程及其自动化

学生姓名：

指导教师：

完成日期：2013-03-24

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

1、国外研究动态：自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。近些年来，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。19xx年，美国电源集成公司(Power Integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。之后相继推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品。意-法半导体公司最近也开发出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用

[1]。目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。

二、国内研究动态：与国外开关电源技术相比，国内从19xx年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。但是，随着国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产DC/DC产品所代替。国内开关电源自主研发及生产厂家有300多家，形成规模的有十多家。国产开关电源已占据了相当市场，一些大公司如中兴通讯自主开发的电源系列产品已获得广泛认同，在电源市场竞争中颇具优势，并有少量开始出口。随着电源技术的发展，低电压、大电流的变换器因其技术含量高，应用广，越来越受到人 们重视。在开关电源中，正激式和反激式有电路拓扑结构简单，输入输出电气隔离等优点， 广泛应用于中小功率电源变换场合。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题

1.研究内容：交错双管并联正激变换器采用单端变换器的并联交错技术，它可看作并联技术的变化形式。应用UC3525设计一套用于正激电路的低压大电流变换器及其控制系统，通过Pspice仿真验证其控制性能。深入分析电压型控制交错双管并联正激DC-DC变换器的工作原理，建立交错并联双管正激式低压大电流DC-DC变换器的Pspice仿真模型,详细论述交错并联双管正激DC-DC变换器的稳态原理，按照变换器的实际工作情况，分析交错双管正激DC-DC变换器断续，临界连续和连续的工作模式，并推导出双管正激DC-DC变换器的输出外特性，并且从中得出此类变化器所拥有的一些优点。并基于UC3823的特性设计PI控制闭环系统，给出控制参数的设计过程, 仿真验证控制系统的性能。

2.解决问题：交错双管并联正激变换器通过两路双管正激变换器以相位相差180°的方式交替工作，使功率管工作在占空比小于0.5的情况下，整流侧输出电压占空比可以在0~1变化，提高了电路的动态响应，并且有利于驱动电路的设计；在同样输出电压的情况下，变压器副边匝数减少一倍，使得整流侧峰值电压减小一半，续流时间减小，有利于低电流额定的续流管。同时，并联结构使每个并联之路流过更小的功率，消除变换器的“热点”，使热分布均匀，提高可靠性。在同样开关频率下，输出滤波电感上电压的频率提高了一倍，这样减小了输出滤波电感的体积，输入电流脉动频率提高一倍，减小了输入滤波器的体积，从而进一步减小整机的体积。

三、研究步骤、方法及措施

1.查阅并消化理解资料，掌握交错双管正激变换器的基本工作原理

交错双管并联正激变换器采用单端变换器的并联交错技术，以相位相差180°的方式交替工作，一路双管正激变换器工作时，另一路通过续流二极管续流，使能量回馈电源。

2.了解UC3525芯片的使用要求和使用方法，设计、计算电路有关参数 控制电路采用美国Urtitrode公司的集成芯片UC3525，此芯片是电压型芯片，可以外接一个运算放大器做电压环，其内部的运放用来做电流环，该芯片能提供近50%的脉宽控制；可设定死去时间，对称性好；工作频率可达400kHz；图腾柱结构输出，输出能力达500mA；内带2MHz带宽的放大

器；软启动功能；Shutdowm保护端功能。

3.利用Pspice仿真软件进行电路的闭环仿真

把电路中的输入与输出的关系用传递函数表现出来，并用Pspice仿真软件进行仿真。DC-DC开关变换器的输出-输入电压比Vo/Vi与占空比D有关，即Vo/Vi=f(D)。任何原因使负载电压Vo变化时，由于系统的负反馈控制作用，PWM输出脉冲宽度（即占空比D）自动调整，从而自动实现稳压，使Vo的变化保持在给定值附近的容许范围之内。

4.分析仿真结果。给出全部工程图纸和元器件表，撰写论文

四、研究工作进度

第1—4周 消化理解资料，掌握交错双管并联正激变换器的基本工作原理，会自己描述其工作原理，以及为何选择双管正激变换器。

第5—8周 针对UC3525芯片，了解其内部原理，及各个管脚的功能，设计、计算电路有关参数。

第9—11周 利用Pspice仿真软件进行电路的闭环仿真，寻找等效数学模型，建立传递函数。

第12—15周 分析仿真结果，判定是否到达预期目的，进行修正，给出全部工程图纸和元器件表，撰写论文 第16—17周 绘画A0大图、准备答辩

五、参考文献

1.郑颖楠，《电源技术》

2.陈道炼，《并联交错式有源钳位正激变换器研究》

3.王兆安，《电力电子技术》

4.丁道宏，《功率电子学》

5.蔡宣三，《并联开关电源的均流技术》

6.陈敏，马皓，徐德鸿，《变压器励磁电感对双正激变换器正常工作的影响》

7.魏艳君，《电力电子电路仿真》

8.陈道炼，胡育文，《严仰光并联交错式有源箱位正激变器研究》

9.穆新华，《交错并联式双管正激变换器工作模式分析及系统设计》

10.《3KVA交错并联双管正激变换器的研究与开发》，南京航空航天大学硕士论文

11.叶慧贞，杨兴洲，《开关稳压电源》

12.王常永，《带有功率因数矫正的开关型变换器的建模与计算机仿真》

13.《Power Supply Design Seminar》Unitrod integrated circuit

14.W.Tang,R.B.Ridley,F.C.Lee.《Small-Signal Modeling of Average Current-Mode Control》

15.O.Garcia,J.A.Cobos,R.Prieto and J.Uceda《A Comparison of Output Filter Size in DC.DC Converters》

六、指导教师意见

指导教师签字：

年 月 日

七、系级教学单位审核意见：

审查结果： □ 通过 □ 完善后通过 □ 未通过

负责人签字：

年 月 日