开关电源设计论文

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1、开关电源设计毕业论文目录摘要IAbstractII1.诸论11.1引言11.2本文研究的目的与意义11.3本论文主要研究内容12.开关电源基础及其类型22.1开关电源基础理论22.1.1开关电源基本工作原理22.1.2开关电源的组成22.1.3开关电源的各种分类32.2开关电源典型结构[6]42.3DC-DC变换器72.3.1Buck变换器83.3.2Boost变换器103.Buck型DC-DC转换器及其控制方式分析123.1Buck型DC-DC转换器123.2Buck型DC-DC转换器及其控制方式133.2.

2、1Buck型DC-DC转换器工作原理133.2.2Buck型DC-DC转换器的控制方式143.2.3Buck型DC-DC转换器工作模式183.3环路控制中误差放大器的重要作用184.开关电源管理电路系统分析194.1Buck型DC-DC转换器194.2开关电源控制环路的分析研究204.2.1Buck型DC-DC转换器稳定性分析20514.2.2Buck型转换器电压环路控制模型215.误差放大频率特性及其补偿策略275.1控制电路的频率响应分析275.1.1频率响应275.1.2开关电源输出滤波电路分析285.2

3、开关电源中负反馈及自激振荡分析305.2.1负反馈自激振荡305.2.2误差放大电路稳定分析305.3补偿误差放大器及频率校正策略325.3.1I类补偿误差放大器325.3.2Ⅱ类补偿误差放大器325.3.3Ⅲ型补偿误差放大器346.闭环设计中误差放大器的分析与研究366.1闭环控制系统中的误差放大分析366.2环路增益386.2.1带有LC滤波电路的环路增益386.2.2PWM增益396.2.3取样增益－反馈系数406.2.4输出LC滤波器的总增益406.3误差放大器的特性分析406.3.1误差放大器的幅频特

4、性整形406.3.2误差放大器的传递函数、极点和零点426.3.3零点、极点和频率增益斜率变化436.4误差放大器零点、极点的分析与计算436.4.1Ⅱ型误差放大器零点和极点分析436.4.2采用Ⅲ型误差放大器及其传递函数456.4.3Ⅲ型误差放大器的相位滞后分析456.4.4Ⅲ型误差放大器零点和极点计算466.5反馈环路条件稳定探讨47结论49致谢5051参考文献51511.诸论1.1引言随着电力电子及电子技术的迅猛发展，开关电源在计算机、通信、工业自动化、电子和电工仪器等领域的应用更加广泛。不同的电子设备对

5、电源参数诸如效率、电压、电流能力、噪声、纹波等的要求以及对电源体积、可靠性等的要求各不相同，这就对开关电源的管理电路提出了很高的要求。本论文主要针对目前常用于便携式设备、分布式电源系统的Buck型DC-DC开关转换器，其输出电压的精度、电源抑制比等都直接取决于误差放大器的相关参数，因而，在对其系统工作原理分析的基础上，主要从系统控制环路稳定性、负载调整率及响应速度方面来分析研究误差放大电路。1.2本文研究的目的与意义误差放大电路作为电源管理电路中的关键模块，其性能优劣与整个电源系统的稳定性能密切相关。误差放大器

6、主要用于对输出端的反馈电压与基准电压的差值进行放大，并产生与电流比较器正向输入端信号进行比较的误差放大信号，误差放大器的核心结构一般采用跨导运算放大器结构，它的差模直流小信号增益、跨导、补偿方式等都将作为误差放大器研究的重要方面。开关电源控制模式分为两种：电压控制模式和电流控制模式。这两种模式，虽然采样的方式各不相同，但是都需要误差放大器将输出采样电压与预设基准电压进行差分运算并放大生成误差放大信号反馈给系统控制电路，所以误差放大器对开关变换电路系统的稳定性、负载调整率以及响应速度有着决定性作用，它的性能好坏直

7、接影响到开关变换器系统的性能，因而对开关电源管理电路中误差放大器的分析与研究具有重要的意义。本文从最基本的开关电源工作原理及其控制方式入手，从Buck型DC-DC转换器系统稳定性、负载调整率及响应速度要求的角度出发来分析，研究管理电路中误差放大模块对电源系统的影响。1.3本论文主要研究内容本论文主要工作是开关电源控制电路误差放大的分析与研究，首先对开关电源的基本原理进行了介绍，接着在峰值电流模式下对控制模块Buck型DC-DC转换器进行了小信号分析，最后，在前几章分析的基础上，对闭环控制电路进行了误差放大分析，

8、还着重研究了误差放大器在闭环设计中的应用。512.开关电源基础及其类型2.1开关电源基础理论开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，它使用电感，变压器，电容等贮能元件从输入端向输出端传送能量。开关晶体管的控制电路调节着能量传输过程，使输出信号保持恒定。开关电源内部功率管工作在高频开关状态，其等效电阻很小，当流过大的电流时，消耗在功