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单片开关电源与PLC设计开题报告

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单片开关电源与PLC设计开题报告

一、文献综述

开关稳压电源简称开关电源 (Switching Power Supply)，因电源中起调整稳压控制功能的器件始终以开关方式工作而得名。它是利用现代电力电子技术，通过控制开关管通断的时间比率来维持输出电压稳定的一种电源，具有体积小、重量轻、功耗小、效率高、纹波小、噪音低、智能化程度高、易扩容等优良特性，广泛应用在诸如计算机、彩色电视机、程控交换机、摄像机、VCD、电子游戏机等电子设备上。随着电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性，因此，开关电源将逐渐取代使用工频变压器的线性稳压电源。

开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。信息技术 (IT)的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展，两者相辅相成才有了现今蓬勃发展的信息产业和电源产业。从日常生活到最尖端的科学都离不开电源技术的参与和支持，而电源技术和产业对提高一个国家劳动生产率的水平，即提高一个国家单位能耗的产出水平，具有举足轻重的作用。而在这个方面我国与世界先进国家的差距很大，作为一个电源工作者，应该不仅只局限于完成当前的本职工作，还必须通过各种信息渠道及时搜索和掌握电源技术最新发展方向与电源相关的元器件、原材料的最新发展动态，及时吸取国内外先进的薄膜工艺、厚膜工艺、集成化工艺等，只有这样才能设计出世界上一流的电源产品。

概括地讲，开关电源技术的发展趋势为：继续向高频、高效、高密度化、低压、大电流化和多元化发展。其封装结构、外形尺寸必然向国际标准化发展，以适应全球一体化市场的要求进而使国内电源产品进入国际市场。

（一）国内研究现状

(1) 电源技术的发展 21世纪我国通信、信息、家电、和国防等领域的电源普遍采用高频开关电源，相控电源将逐渐淘汰。国内开关电源技术的发展，基本起源于20世纪70年代末和80年代初。当时引进的开关电源技术在高等院校和一些科研院所停留在实验开发和教学阶段。20世纪80年代中期开关电源产品开始推广和应用。20世纪80年代开关电源的特点是采用20kHz，脉宽调制（PWM）技术，效率可达65%～70%。

经过20多年的不断发展，开关电源技术有了重大进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MUSEFT和IGBT可使中小型开关电源工作频率达到400kHz，（AC/DC）或1MHz(DC/DC)；软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减少电源的体积和重量，而且提高电源的效率，国产6kW通信开关电源，采用软开关技术，效率可达93%；控制技术的发展以及专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正技术(APFC)的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电源的整体效率。

在开关电源的所有应用领域内，通信电源是增长速度最快的一部分。新型磁材料和新型变压器的开发，新型电容器和EMI滤波器技术的进步，以及专用集成控制芯片的研制成功，使开关电源实现了小型化，并提高了EMC性能。微处理器监控技术的应用，提高了电源的可靠性，也适应了市场对其智能化的要求。

总之，高效、小型化、集成化、智能化以及提高可靠性是大势所趋，也是今后的主要发展方向。

（二）国外研究现状

自20世纪90年代以来，许多领域和新的要求对开关电源提出了更新更高的挑战。如果从一个开关电源的输入和输出窗口观察可以发现，输入的要求变得更严，不符合IEC1000-3-2标准的产品将陆续被淘汰；输出则派生出了许多特殊的应用领域，研制和开发的难度变得更大了。正是由于外界的这些要求推动力两个开关电源的分支技术一直成为当今电力电子的研究课题，即有源功率因数校正技术和低压大电流高功率DC/DC变换技术。另外由于技术性能和要求的提高，使得许多相关技术课题的研究，例如EMI技术、PLC Layout问题、热理论的分析、集成磁技术、新型电容技术、新型功率器件技术、新型控制以及结构和工艺等正在迅速增加。

最后随着开关电源性能的不断提高，对开关电源的要求也愈来愈高。但是21世纪开关电源技术最终发展趋势是小型化、薄型化、轻量化、高频化；高可靠性；低噪声、节能型等方向发展的。

二、论文提纲

1 绪论

1.1 开关电源及其发展现状

1.1.1 国内开关电源的发展概况

1.1.2 国外开关电源的发展概况

1.2 可编程控制器的工作原理

2 开关电源电路及主要元器件选择

3 电路设计

3.1 开关电源设计

3.2 电源电路设计

3.2.1 整流滤波电路

3.2.2 开关变换电路

3.2.3 分压电阻的计算

3.2.4 保护电路

4 PLC板布线

5 总结

参考文献

三、参考文献

[1] 张占松，蔡宣三. 开关电源的原理与设计[M] . 北京：电子工业出版社，2004:

7-12，18-30

[2]　蔡宣三.开关电源发展轨迹[J].电子产品世界,2006(9):10211.

[3] 郑国川.李洪英.实用开关电源技术[M].福建科学出版社，2003.36～61

[4] 曲学基，王增福，曲敬凯. 稳定电源电路设计手册[M] . 北京：电子工业出版社，2003：3-6，55-58,223

[5] 李金伴，李捷辉，李捷明. 开关电源技术[M] .北京：化学工业出版社，2006：

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[6] Marty Brown（英）著. 徐德鸿，沈旭，杨成林，周邓燕译. 开关电源设计指南[M] . 北京：机械工业出版社，2004：3-6，19-23

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103-105

[8] 李定宣. 开关稳定电源设计与应用[M] . 北京：中国电力出版社，2006：80-88

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[10] 卢灿 . 正激式开关电源设计[J] . 集成电路通讯，2007，25（4）：18-21

[11] 袁纯厚. 开关电源中的恒流源电路[J] . 电子世界，2004，5：16-18

[12] 王学智. 开关电源的原理与发展趋势[J] . 科苑论谈，2005，4: 3-6

以上为本篇毕业论文范文单片开关电源与PLC设计开题报告的介绍部分。

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