换器构成一大类开关电源拓扑其电路的结构特点是功率管之后或变压器 二次侧输出整流器之后紧跟LC滤波器。本设计采用Multisim仿真软件 进行仿真设计。
2.课题的来源及现状
2.1课题来源
本课题来源于科研，随着电力电子技术的发展，开关电源的研发越 来越被人们重视，在技术方面也有了更为深入的发展，这就要求我们及 时、准确地把握开关电源的相关知识和发展动向。
= 10A*(1-5V/10V”(100KHZ*30mV) =1667uF
故选取4个470 uF并联。
对输出和输入滤波电容主要关心的是流过这些电容的纹波电流。在这种
情况下纹波电流与电感上电流的交流分量是相同的。
7.闭环控制电路设计
功率开关损耗：(55.56W-50W)*0.5=2.78W
续流二极管损耗：(55.56W-50W)*0.5=2.78W
3•输入平均电流
输入平均电流：55.56W/10V =5.56A
估计峰值电流：10A*(100%+10%)=11A
4•滤波电感的设计(参数扫描法)
设计滤波电感应根据输出电压、输出电流和开关频率，并应首先选 定允许的电感电流最大纹波值。然后计算设计工作电感：
滤波电路设计（滤波电感设计和滤波电容的确定），开关器件及二极管的 设计，控制电路的设计等等。具体设计路线如下：
1•技术指标
输入电压：DC +10V
输出电压：DC +5V
最大输出电流：10A
输出电压纹波峰峰值：+30mV
输出精度：1%
2•“黑箱”预先估计
输出功率：5V*10A=50W(max)
输入功率：Pout/Nest= 50W/0.90=55.56W
4.设计方案及技术路线5
4.1BUCK变换器设计5
4.2Multisim仿真的优点9
5.预期目标9
6.设计进度安排10
7.参考文献10
8.时间安排表12
9.指导教师意见13
10.系部意见13
1.课题简介
本课题仅对最基本的PWM变换器主电路拓扑之一的Buck变换器 进行研究，通过设计来实现对开关电源知识和设计程序的基本了解。目 前开关电源的设计有两种途径，最常用的是模块化设计方法。BUCK变
2.2课题现状
开关电源(Switched mode power supplies, SMPS)由于在体积、重量
和效率等多方面的优势，已经被越来越广泛地应用于计算机、通信和家 用电器等领域。电视、机顶盒和录像机等家电设备大都在使用这种电源， 用于手机、PDA甚至电动牙刷的许多电池充电器也在使用开关电源，因 为它们具备传统线性电源所没有的优势，它已成为当今电子信息产业飞 速发展不可缺少的一种电源方式。随着许多电器具尺寸不断减小，供电 电源所占尺寸变得小得多，人们在降低开关电源的体积重量方面做了不 少工作。发展小型化轻型电源，对便携式电子设备(如移动电话等)尤 为重要 开关电源技术是一门运用半导体功率器件实现电能的高效率变换， 将粗电变换成精电，以满足供电质量要求的技术。由于在开关电源中半 导体功率器件工作在高频开关方式，因此它具有高效率，高功率密度， 高可靠性。开关电源技术设计涉及到半导体功率器件应用技术，电子技 术，自动控制理论，热分析与设计等。
经过多年的发展，开关电源技术已经取得了很大成功，其应用也十 分普遍和广泛。但因其结构复杂，涉及元器件众多，以及要降低成本， 提高可靠性，仍存在一些问题需要解决。例如：电源的设计和生产需要 较高的技术支持，电路的调试要有实际经验，而且有一定难度。对于第 一个问题，由于目前各种开关电源虽然形式多样，结构各异，但其大都 源于几种基本的DC-DC变换器拓扑结构，开关电源一般采用单端正激 式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽式、半 桥、全桥等八种拓扑。或者是这些基本电路组合，因此可以对几种基本DC-DC变换器进行分析，从而进行开关电源设计。
L = (Vin-Vout)(1- Vout/Vin)/(1.1Ioutfsw)
=(10V-5V)(1-5/10)/(1.1*2.0A*100KHZ)
= 11.4 uH
Vin—输入电压最大值;
Vout---输出电压；lout---最小负载电流；fsw---工作频率。
并用参数扫描法进行验证。
5•选择功率开关和续流二极管
功率开关：功率开关选用P沟道的MOSFET。输入电压10V，峰值电流 为11A，为了使损耗小于2.78W,可以估算Rds的值：
Rds=2.78W/(11A2)<0.127(最大)
续流二极管：为了减小导通损耗和开关损耗，续流二极管要选用肖特基
二极管。
6.输出电容
输出电容由下式决定:
Iout(1DC(min))
tisim开关电源的仿真设计
专
业
电气工程及其自动化
姓
名
周大伟
班
级
0 2电三
指导教师
许泽刚
起止日期
06319-0632
2006年03月31日
1.课题简介3
2.课题的来源与现状3
2.1课题的来源3
2.2课题的现状3
3.设计要求及工作内容4
3.1设计要求4
3.2工作内容4
3•设计要求及工作内容
3.1设计要求
所设计的BUCK变换器输入直流电压10伏，输出5伏，开关频率100kHz,电流10安培。设计主电路及闭环控制电路，并用Multisim仿真
软件进行仿真。用Multisim仿真可以尽早发现硬件设计中的问题，也就 可以尽快解决。减少投资，加快开发速度，大大减少了设计所需的时间。3.2工作内容
(1)了解Buck变换器的设计方法;
（2）熟悉Multisim仿真软件；
（3）进行方案比较，确定简便、可行的方案。
（4）绘制BUCK主电路和控制电路，并完成闭环参数的设计；
（5）采用参数扫描法设计滤波电感；
（6）采用Multisim仿真软件进行仿真设计；
（7）撰写毕业论文，准备答辩；
4•设计方案及其技术路线
4.1BUCK变换器设计
此设计分为BUCK主电路和闭环控制电路两部分的设计，且采用
Multisim仿真软件进行仿真设计。本开关电源设计采用Buck（降压）电 路，Buck变换器是最基本的PWM变换器主电路拓扑之一。图1是BUCK变换器电路。
图1降压（Buck）变换器电路
主要的设计步骤为：主电路选型（Buck电路），“黑箱”计算，输出