AC-DC开关电源控制器的设计与应用

AC-DC开关电源控制器的设计与应用

武汉理工大学

硕士学位论文

AC-DC开关电源控制器的设计与应用

姓名：尚卓

申请学位级别：硕士

专业：物理电子学

指导教师：洪建勋

20100501

AC-DC开关电源控制器的设计与应用

摘要

随着科学技术的发展，人们的生活越来越离不开电子产品，特别是便携式产品更是越来越受到人们的青睐，手机、手提电脑、数码照相机等电子设备随处可见，而这些电子设备都离不开电源，因此一个性能优良的电源可以充分发挥电子设备的功能。

当前设计ＡＣ．ＤＣ开关电源管理器技术已经比较成熟，需要攻克的难题是提高电源工作效率和提高电源输出精度。目前ＡＣ．ＤＣ开关电源采用ＰＷＭ和ＰＦＭ技术，这种方式使得变换器发出的每一个能量驱动脉冲都要进行调整，以使输出电压不偏离额定值。本文在以有的ＡＣ—ＤＣ开关电源控制技术基础上，采用数字技术，在每一个周期内，数字脉冲序列抽样一个二进制误差信号，决定是否驱动开关管导通，从而实现输出电压稳压的功能，解决ＡＣ．ＤＣ开关电源中存在的难题。本文提出采用初级反馈技术控制，具有显著特点，解决开关电源成本高的问题，同时其结构灵活，易于维护，通用性强。

本文的主要工作可归结如下：

１、根据开关电源管理器控制模式的比较，提出了峰值电流模式控制ＰＷＭ技术。重点研究多种模式的转换，在此基础上引入ＰＳＭ模式调节，通过对控制器功能的需求分析，结合控制器的结构框图和峰值电流模式控制ＰＷＭ技术的特点，设计出了控制器的整体方案框图。

２、在ｍａｔｌａｂ仿真环境下，研究控制器整个系统的软件架构，并重点设计软启动模块、峰值电流的采集模块、模式转换模块和电路保护模块。通过研究控制器系统，得到控制器的小信号模型，设计了控制级的传输函数，使系统得到补偿。３、研究控制器的外围应用电路，重点设计高频变压器，进行参数的设计，系统的调试，对系统进行完善。

４、针对在模块测试和系统测试中遇到的问题，提出一些合理的解决方案，使系统的性能更加优化，得到稳定的系统运行。

通过仿真和测试结果表明，本文设计实现的开关电源控制系统达到预期设计的功能要求，应用电路功能稳定。同时由于本系统采用的多模式转换，使得系统的性能更加稳定。在本论文的研究基础上，还可以实现功率、效率、模块升级等功能。关键词：变换器，ＰＷＭ控制，ＣＶ模式，ＣＣ模式，ｍａｔｌａｂ仿真

AC-DC开关电源控制器的设计与应用

Ａｂｓｔｒａｃｔ

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