杭电短学期光隔型开关电源稳压系统设计

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1、.综合课程设计报告题目光隔型DC/DC开关电源稳压系统设计学院自动化专业电气工程与自动化班级XXXXXX学号XXXXXXX学生姓名XX指导教师张卫孟明完成日期2010年XX月XX日...一、综合课程设计目的◆加强工程实践能力——锻炼◆培养知识综合运用——能力本课程设计的重点是围绕着控制系统的建模、分析、校正（确定调节律）及系统的实现技术等环节进行，着重培养学生具有综合运用已学的《自动控制原理》、《模拟电子》、《数字电子》、《电力电子技术》及控制系统MATLAB仿真等知识，分析、设计简单控制系统的初步能力，并具有运用EDA软件—

2、—Protel99se或DXP，规范地绘制电路原理图的基本能力。二、课程设计题目与要求光隔型DC/DC开关电源稳压系统设计A、主要参数：（1）输入：（36-60）VDC；（2）输出：24VDC；额定功率：100W；负载率：（10-100）%；（3）其他：调制频率25KHz；L=125μH、C=1800μFB：主电路方案：半桥式（MOSFET）三、数学建模与调节率参数计算1.开关电源控制系统的结构2.开关电路主回路的理想开关模型...3.可以建立状态空间平均模型和状态方程其中，4.局部线性化得到小信号模型，可以求解出状态变量与控

3、制量d（占空比）间的传递函数为工作点处输入电压值5.PWM比较器（输入：控制直流电平u，输出：占空比d），锯齿波us=kt，k为锯齿波上升段斜率，则，传递函数为：6.开关电源的PID控制系统仿真...四、MATLAB仿真分析1、初级仿真分析Kp=0.005Ki=3Kd=0①负载率为5%时：...②负载率为10%时：...③负载率为50%时：...④负载率为100%时：...由以上仿真图像可以看出当负载在5%时，系统的超调量较大，同一组PI参数情况下，随着负载率的变大，系统的超调量逐渐减少，系统的响应时间也随着负载率的变大而变大

4、。五、硬件电路原理图设计分析与元器件选择1.半桥逆变与整流模块：半桥逆变的工作原理为：当两只晶体管都截止时，若两只电容的容量相等且电路对称，则电容中点A的电压为输入电压的一半。当Q1导通时，电容C2将通过Q1、变压器初级绕组N1放电；同时，电容C1则通过输入电源、Ql和T的原边绕组Nl充电。中点的电位在充、放电过程中将按指数规律下降。在Ql导通结束时，中点的电位为1/2E-Δ...E，且两只晶体管全都截止。两只电容和两只高压晶体管的集射极间的电压基本上相等，都接近于输入电源电压的一半。相反Q2导通时，C1放电、C2充电，中点的

5、电位将增至1/2E+△E，即该点电位在开关过程中将在1/2E的电位上以±ΔE的幅值进行指数变化。由此可见，在半桥式电路中，变压器初级线圈在整个周期中都流过电流，磁心利用得更充分。变压器的变比N1/N2在此处取2:1。2.电压检测及输出接口模块为尽量减少不必要的功耗，在电压反馈端的电阻尽量取大的阻值，这里反馈电压取3V；负载电阻接JP1端。3.电流检测控制模块根据题目要求，变压器二次侧最大电流Imax2=100/24=4.2A；由于变压器变比为2，设过电流裕量为最大电流的10%，则：Imax1=1.1*(N2/N1)*Imax2

6、=2.3A.设检测电阻R28阻值为1欧姆，检测端电压Ut=2.3V，同相输入端电压Us，则：Us=Ut*R19*R23/((R20+R23)*R19+R17(R19+R20+R23));设基准电压1V，则凑合确定参数得：R17=1K;R19=2K;R20=5K;R23=10K.4.PWM调制模块...根据SG3525本身提供的高精度基准电压5.1V，在PID调节器反向输入端取基准电压3V。通过SIMULINK仿真，我们采用PI调节，根据仿真效果，取参数Kp=0.005,Ki=3;根据Kp=R7/R8,Ki=1/R8*C14;可

7、得PI调节模拟器件的值：R7=5.1KR8=1MKC14=330nF。PWM调制频率根据：即R5=5.6KC13=0.01uFR6为死去时间设定电阻，一般取0~500欧姆，这里取220欧姆。5.半桥驱动模块6．辅助电源模块1>12V辅助电源...采用LM2576-12V模块芯片直接转换2>15V辅助电源采用LM2576-15V模块芯片直接转换六、参考文献杨旭等，开关电源技术，机械工业出版社；长谷川彰开关稳压电源的设计与应用科学出版社；陆治国实用电源技术手册-开关电源分册辽宁科学技术出版社；IR2110DATASHEET；SG3

8、525DATASHEET。单纯的课本内容，并不能满足学生的需要，通过补充，达到内容的完善教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。..