畢業(yè)設(shè)計（論文）-Buck-Boost變換器

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1、本科畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要在很多需要DC-DC變換的系統(tǒng)，往往需要研制一種寬電壓輸入范圍的DC/DC變換器電源。在充分考慮不同DC/DC變換器拓撲特點的基礎(chǔ)上，本文選用了Buck-Boost作為系統(tǒng)的主電路拓撲。本文介紹了Buck-Boost電路的工作原理，建立了理想Buck-Boost模型，對整個電路進行了主電路參數(shù)設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上進行了電壓電流閉環(huán)參數(shù)設(shè)計的研究，實現(xiàn)了控制理論中零極點補償法在電力電子中的應(yīng)用，。接著，本文在protel中進行了原理圖和PCB圖的設(shè)計，在設(shè)計的硬件電路上進行了測試實驗。為了使系統(tǒng)能夠在寬電壓輸入范圍內(nèi)穩(wěn)定正常工作，本文實現(xiàn)了提出的閉環(huán)參數(shù)設(shè)計方法，

2、指出了該方法的優(yōu)點，并通過實驗驗證了該方法的正確性。關(guān)鍵詞：Buck-Boost；DC/DC變換器-5-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄摘要I目錄II第1章緒論1第2章BUCK-BOOST變換器原理分析62.1電感電流連續(xù)時的工作原理和基本關(guān)系62.1.1工作原理62.1.2基本關(guān)系72.2電感電流斷續(xù)時的工作原理和基本關(guān)系：82.2.1工作原理82.2.2基本關(guān)系92.3電感電流連續(xù)時的穩(wěn)態(tài)分析10第3章主電路參數(shù)設(shè)計123.1電感計算123.2輸出濾波電容計算143.3主功率管選擇143.4功率二極管選擇163.5輸入側(cè)熔斷器選擇163.6壓敏電阻選擇16第4章控制電路設(shè)計184.1電流

3、型與電壓型PWM控制原理及性能比較184.1.1電壓型PWM控制184.1.2電流型PWM控制184.1.3電流型PWM控制的優(yōu)點194.2UC3845原理與特性194.3UC3845常用典型電路204.4電壓反饋電路214.5電壓、電流閉環(huán)電路21第5章硬件電路設(shè)計及實驗235.1主電路硬件電路設(shè)計245.2控制電路設(shè)計25-5-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）5.3PCB印制板圖255.4Buck-boost電路實驗測試26結(jié)論29參考文獻30-5-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第1章緒論直流-直流變換器廣泛應(yīng)用于遠程及數(shù)據(jù)通訊、計算機、辦公自動化設(shè)備、工業(yè)儀器儀表、軍事、航天等領(lǐng)域，涉及到國民經(jīng)濟的

4、各行各業(yè)。按額定功率的大小來劃分，DC/DC可分為750W以上、750W～1W和1W以下3大類。進入20世紀90年代，DC/DC變換器在低功率范圍內(nèi)的增長率大幅度提高，其中6W～25WDC/DC變換器的增長率最高，這是因為它們大量用于直流測量和測試設(shè)備、計算機顯示系統(tǒng)、計算機和軍事通訊系統(tǒng)。由于微處理器的高速化，DC/DC變換器由低功率向中功率方向發(fā)展是必然的趨勢，所以251W～750W的DC/DC變換器的增長率也是較快的，這主要是它用于服務(wù)性的醫(yī)療和實驗設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備、遠程通訊設(shè)備、多路通信及發(fā)送設(shè)備，DC/DC變換器在遠程和數(shù)字通訊領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。DC/DC變換器將一

5、個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵、列車、電動車的無級變速和控制，同時使上述控制具有加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約20％～30％的電能。直流斬波器不僅能起到調(diào)壓的作用(開關(guān)電源),同時還能起到有效抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲等作用。因為電子設(shè)備中所用的集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在電子供電系統(tǒng)中,采用高功率密度的高頻DC/DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,可以大大減小損耗、方便維護,且安裝和增容非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的

6、要求是高功率密度。因為電子設(shè)備容量的不斷增加,其電源容量也將不斷增加。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓撲結(jié)構(gòu)。目前,已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。-5-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展極大地推動了開關(guān)電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代電子設(shè)備供電系統(tǒng)的主流。在電子設(shè)備領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將DC/DC變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標稱值為48V的直流電源。目前,在電子設(shè)備中用的一次電源中,傳統(tǒng)的相

7、控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT實現(xiàn)高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50kHz～100kHz范圍內(nèi),實現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12。5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。Buck和Boost電路是DC-DC變換中最基本的兩種電路。一方面，它們應(yīng)用廣泛；另一方面，由它們可以衍生出很多其他的電路拓撲。但是Buck電路只能降