【正文】 足這些場合對更快、更有效的數(shù)據(jù)處理的要求，其供電電源的要求也在不斷提高，具體表現(xiàn)在:更低輸出電壓、更高輸出電流、高功率密度、高效率、快動態(tài)響應(yīng)及高可靠性。目前，國外對中小功率低電壓/大電流輸出DC/DC變換器的研究已取得了較大進展，對很多關(guān)鍵技術(shù)進行了切實有效的研究及技術(shù)儲備。、50A以上輸出電流的模塊電源的大規(guī)模生產(chǎn)，且體積己做得相當(dāng)小，功率密度超過了50W/in，現(xiàn)正向120W/in發(fā)展。而國內(nèi)雖有部分單位也己投入了小功率DC/DC變換器的研究，但不成氣候，未引起足夠的重視。在我國入關(guān)之后，國內(nèi)開關(guān)電源研發(fā)、生產(chǎn)單位將直接面對國際開關(guān)電源市場的競爭。而小功率開關(guān)電源又是一種技術(shù)含量較高的電力電子產(chǎn)品。高可靠性是第一位重要的指標(biāo)，其次，電磁干擾（EMI）,功率校正因數(shù)（PFC）、工藝結(jié)構(gòu)、效率、體積、重量和成本等指標(biāo)，也是決定我們自己的產(chǎn)品能否參與國際市場競爭的重要因素。為了不致重蹈國內(nèi)的中小功率通用型變頻器市場幾乎全被國外產(chǎn)品占領(lǐng)的覆轍，加強對小功率開關(guān)電源的研究、開發(fā)和組織規(guī)模生產(chǎn)，刻不容緩二、研究主要成果 21世紀(jì)以來，高速超大規(guī)模集成電路的尺寸和功耗都要求不斷減小，集成電路供電電源的電壓也要求越來越低。如Intel Pentium M ，1050A，新一代高速數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)要求電源輸出1V，50100A。國外最近成果，比如安森美近期推出的NCP5316芯片。美信推出的MAX8525。另外為了，國際整流器公司(IR)在去年早些時候推出的Xphase架構(gòu)，對于解決用傳統(tǒng)拓?fù)浼軜?gòu)搭建可升級系統(tǒng)所面臨的困難向前邁進了一步。其它產(chǎn)品包括飛兆半導(dǎo)體的FAN53168；Semtech的SC4201： 凌特推出了LTC3425 DC/DC控制器，均在世界領(lǐng)先行列。目前市場上DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的品牌和種類繁多，國際大廠商包括Tyco, Vicor, Emerson, Powerone, SynQor和Artesyn等公司。此外，中國本地較大的DC/DC轉(zhuǎn)換器廠商還包括：艾默生網(wǎng)絡(luò)能源、北京新雷能、北京迪賽和中興通訊等公司。其中，艾默生網(wǎng)絡(luò)能源的銷售額遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其它廠商。國內(nèi)在中小功率通用型變頻器市場上雖然取得了一些成就，但是差距還是很明顯的。三、發(fā)展趨勢： 隨著信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，高速超大規(guī)模集成電路尺寸的不斷減小，計算機、工作站、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、便攜式設(shè)備得到迅猛的發(fā)展。在這些場合，廣泛的采用直流分布式電源及系統(tǒng)。構(gòu)成這些電源系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是各種不同技術(shù)規(guī)格的DC/DC變換器模塊。而這些計算機、通訊產(chǎn)品的核心部件是微處理器等典型的數(shù)據(jù)處理電路。對于其供電電源來說，這些數(shù)據(jù)處理電路構(gòu)成一類特殊的負(fù)載，工作電壓較低、電流較大，各種工作狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換時對應(yīng)的電流變化率很高。目前，Inter ，供電電流達(dá)50A。對于單一的低壓大電流功率變換器模塊，其輸出電壓電流等已經(jīng)達(dá)到1V，80A。目前情況預(yù)期情況輸出電壓負(fù)載電流125A功率2109W特征尺寸250150nm13050nm表1微處理器供電電源的預(yù)期發(fā)展趨勢為子進一步提高微處理器等數(shù)據(jù)處理電路的速度，實現(xiàn)更加快速有效的數(shù)據(jù)處理，其工作頻率將進一步提高，供電電壓將越來越低，而且隨著集成度的不斷提高，越來越多的處理器集成電路將集成在同一個芯片上，因此下一代微處理器的額定工作電流將達(dá)到50l00A，甚至更高，要求微處理器有嚴(yán)格的功率管理措施。所有這些對微處理器這類典型負(fù)載的供電電源提出了更高的要求。目前國外很多研發(fā)機構(gòu)、公司已經(jīng)針對高速微處理器這類特殊負(fù)載的供電電源進行了廣泛深入的研究，并把這一研究熱點，給以專門的名稱VRM，即電壓調(diào)節(jié)器模塊。針對微處理器等高速數(shù)據(jù)處理電路的要求，VRM必須提供經(jīng)過嚴(yán)格調(diào)整的低壓和大電流輸出，具有快速的動態(tài)響應(yīng)。 從美國開關(guān)電源市場來看，跟隨著計算機通訊設(shè)備迅速、持續(xù)穩(wěn)定的增長及新的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品市場的迅速增長，未來的開關(guān)電源市場是非常樂觀的，對中小功率變換器的需求更是呈現(xiàn)迅速上升趨勢。在今后幾年內(nèi)，小功率DC/DC變換器的主要發(fā)展趨勢是:為了適應(yīng)高頻CPUV芯片的的迅速發(fā)展，DC/DC變換器向低輸出電壓()、高輸出電流、低成本、高頻化(400500KHz )、高功率密度、高可靠性(MTBF≥10)、高效率的方向發(fā)展方向。五、主要參考文獻(xiàn)【1】錢照明等，“從美國電源工業(yè)發(fā)展計劃看我國電源工業(yè)的發(fā)展趨勢”，電源技術(shù)應(yīng)用，2000(4)【2】陳伯時，《電力拖動自動控制系統(tǒng)》，機械工業(yè)出版社，2009【3】王兆安、黃俊，《電力電子技術(shù)》，機械工業(yè)出版社，2010【4】吳忠強，《自動控制原理》，國防工業(yè)出版社，2008【5】《電路仿真》（燕山大學(xué)課本）【6】《電源技術(shù)》（燕山大學(xué)課本）【7】郭小蘇，基于同步整流技術(shù)的反激變換器的研究，華中科技大學(xué)，2007【8】倫學(xué)敏，低電壓、大電流開關(guān)電源的研究與設(shè)計，西安科技大學(xué)，2007【9】胡學(xué)青，低壓大電流高頻開關(guān)電源同步整流技術(shù)的研究，合肥工業(yè)大學(xué)，2010【10】丁道宏，《電力電子技術(shù)》，航空工業(yè)出版社，北京，1995【11】張占松，蔡宣三，《開關(guān)電源的原理與設(shè)計》，電子工業(yè)出版社，1999【12】湯元信，《電子工藝及電子工程設(shè)計》，北京航空航天大學(xué)出版社，1997【13】劉 軍，有源鉗位同步整流多路輸出正激變換器的研究，碩士論文， 【14】陳 杰，《怎樣計算和繞制小功率電源變壓器》，人民郵電出版社，1990【15】陳善華，開關(guān)電源設(shè)備的可靠性工程設(shè)計研究，第十三屆全國電源技術(shù)年會論文集【16】吳 波，半橋變換器的研究，碩士論文，【17】甘鴻堅，小容量高輸入電壓直一直變換器研究，南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文【18】. Jeong，High efficiency asymmetrical halfbridgeconverter using aselfdriven synchronous rectifier【19】,“The Value of Distributed Power,”IEEE APEC39。 96,pp 104110【20】Art Brockschmidt,“Optimizing Distribution Bus Voltages”,IEEE APEC39。98六、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日七、系級教學(xué)單位審核意見：審查結(jié)果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負(fù)責(zé)人簽字：年 月 日53附錄3 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告附錄3燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告課題名稱：基于同步整流技術(shù)的低壓大電流輸出直直流變換器研究學(xué)院（系）：***年級專業(yè)：應(yīng)用電子082班 學(xué)生姓名：***指導(dǎo)教師：***完成日期：2012/5/1一、本畢業(yè)設(shè)計的進度概括本研究電路為兩級結(jié)構(gòu)，分別為變壓器一次側(cè)對稱半橋變化器和二次側(cè)單繞組自驅(qū)動同步整流，其中單繞組自驅(qū)動同步整流是本設(shè)計重點也是特色。兩級結(jié)構(gòu)比較適合輸入電壓變化范圍寬的場合，在輸入電壓變化范圍相對較窄時，可以采用互補控制半橋變換器HBCC。如下圖所示，是HBCC與SWSDSR結(jié)合使用的主電路，主電路的形式和傳統(tǒng)對稱半橋相同，但其控制方法不同，HBCC的兩只功率管Q1, Q2在一個開關(guān)周期內(nèi)交替互補導(dǎo)通，在兩管換流的死區(qū)時間內(nèi)，通過變壓器的漏感和MOSFET寄生輸出電容之間的諧振，可以實現(xiàn)功率管的零電壓開通互補控制半橋變換器的總結(jié):優(yōu)點包括:通過合理設(shè)計，變換器原邊功率管可以實現(xiàn)軟開關(guān)；輸出濾波電感可以設(shè)計得較?。? 在一定的輸入電壓范圍內(nèi)及合適的輸出電壓等級處，互補控制變換器可以和自驅(qū)動同步整流較好結(jié)合；功率管的電壓應(yīng)力小，被鉗位為輸入電容上的電壓。缺點包括:對輸入電壓變化比較敏感，不適合用于輸入電壓變化范圍寬的場合；四階系統(tǒng)，動態(tài)特性復(fù)雜，小信號模型的輸出阻抗較大，動態(tài)響應(yīng)較差。一種新穎的單繞組自驅(qū)動同步整流方案SWSDSR，這種方案利用功率變壓器上與原邊緊密禍合的輔助繞組，繞組兩端分別連接在兩個SR管的柵極，使得在主變壓器繞組電壓為零時段，兩個SR管都能導(dǎo)通，而且因為一個SR管柵極電容的放電電荷被利用來給另外一個SR管柵極電容充電，減小了驅(qū)動損耗。二、具體實施方案通過一個多月的設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)進入到了仿真的階段，系統(tǒng)的兩部分基本完成，下面進行逐一介紹：圖1 原邊繞組電壓波形圖2 副邊輔助繞組電壓波形輸入電壓Vin=48V、頻率1000Hz、占空比D=、電容C1=C2=圖3 開環(huán)仿真輸出波形三、遇到的問題對整體電路的進行調(diào)試，如何將各部分電路整合起來協(xié)同工作。如何設(shè)計變換器中單繞組自驅(qū)動，降低通態(tài)損耗，提高總體效率。解決方案：查閱相關(guān)資料，參考文獻(xiàn)。挑選合適器件，利用matlab進行真。對主要參數(shù)進行合理設(shè)計，減少損耗，提高效率。單繞組自驅(qū)動同步整流電路以前雖沒有深入學(xué)習(xí)過，通過去圖書館查閱相關(guān)資料以及導(dǎo)師給的一些資料了解了主電路的工作原理。單繞組自驅(qū)動同步整流是新接觸的概念，以前從未涉及過，通過查閱資料了解了它的原理。在主電路仿真時，對于主電路的搭建除了一些錯誤，需進一步研究，改正錯誤。四、畢業(yè)論文進度11周12周：設(shè)計反饋補償電路和控制方案，進行參數(shù)計算。13周14周：對系統(tǒng)進行閉環(huán)仿真驗證，為后期論文撰寫做準(zhǔn)備.15周16周：撰寫畢業(yè)論文，整理相關(guān)資料，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯17周：進行最后準(zhǔn)備，進行畢業(yè)答辯 五、致謝在此，非常感謝吳老師在我進行畢業(yè)設(shè)計過程中給予的幫助，遇到問題是給予很好的意見和解決方法。一直以來吳老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，求實的工作作風(fēng)，平易近人的處事風(fēng)格，教會了我正確的處世方法。借此機會，我要向吳老師致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝！六、主要參考文獻(xiàn)【1】錢照明等，“從美國電源工業(yè)發(fā)展計劃看我國電源工業(yè)的發(fā)展趨勢”，電源技術(shù)應(yīng)用，2000(4)【2】陳伯時，《電力拖動自動控制系統(tǒng)》，機械工業(yè)出版社，2009【3】王兆安、黃俊，《電力電子技術(shù)》，機械工業(yè)出版社，2010【4】吳忠強，《自動控制原理》，國防工業(yè)出版社，2008【5】《電路仿真》（燕山大學(xué)課本）【6】《電源技術(shù)》（燕山大學(xué)課本）【7】郭小蘇，基于同步整流技術(shù)的反激變換器的研究，華中科技大學(xué)，2007【8】倫學(xué)敏，低電壓、大電流開關(guān)電源的研究與設(shè)計，西安科技大學(xué)，2007【9】胡學(xué)青，低壓大電流高頻開關(guān)電源同步整流技術(shù)的研究，合肥工業(yè)大學(xué)，2010【10】丁道宏，《電力電子技術(shù)》，航空工業(yè)出版社，北京，1995【11】張占松，蔡宣三，《開關(guān)電源的原理與設(shè)計》，電子工業(yè)出版社，1999【12】湯元信，《電子工藝及電子工程設(shè)計》，北京航空航天大學(xué)出版社，1997【13】劉 軍，有源鉗位同步整流多路輸出正激變換器的研究，碩士論文， 【14】陳 杰，《怎樣計算和繞制小功率電源變壓器》，人民郵電出版社，1990【15】陳善華，開關(guān)電源設(shè)備的可靠性工程設(shè)計研究，第十三屆全國電源技術(shù)年會論文集【16】吳 波，半橋變換器的研究，碩士論文，【17】甘鴻堅，小容量高輸入電壓直一直變換器研究，南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文【18】. Jeong，High efficiency asymmetrical halfbridgeconverter using aselfdriven synchronous rectifier【19】,“The Value of Distributed Power,”IEEE APEC39。 96,pp 104110【20】Art Brockschmidt,“Optimizing Distribution Bus Voltages”,IEEE APEC39。9877附錄4 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）英文文獻(xiàn)翻譯附錄4高效率自驅(qū)動同步整流非對稱半橋變換器摘要：一種新型的高效使用的自驅(qū)動同步整流得非對稱半橋變換器介紹。該變換器使用的非對稱半橋變換器和自驅(qū)動同步整流器提高了系統(tǒng)的效率。同步整流器用于變換器的新拓?fù)渫秸?，這是一個稍微改進型的使用同步整流器常規(guī)非對稱半橋轉(zhuǎn)換器。該類型的新拓?fù)渫秸髯儔浩鹘Y(jié)構(gòu)略有變化，同步開關(guān)連接在非對稱半橋變換器與傳統(tǒng)的自驅(qū)動同步整流。本為有該變換器工作原理的詳細(xì)解釋，由于該轉(zhuǎn)換器利用變壓器漏電感的諧振電感，其結(jié)構(gòu)簡化。設(shè)計實例詳細(xì)討論90W（12/ ）的原型。實驗結(jié)果表明，所設(shè)計的樣機在通用交流輸入電壓（180一265伏），該變換器的效率可以大大提高。交換式電源供應(yīng)器（開關(guān)電源）已被廣泛應(yīng)用在工業(yè)提供穩(wěn)定的直流輸出電壓。傳統(tǒng)的開關(guān)電源與硬開關(guān)技術(shù)的功率開關(guān)有很大的開關(guān)損耗，其總效率低。在過去的十年中，零電壓開關(guān)或零電流開關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了實現(xiàn)高效率的電路配置。在軟開關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)上的輔助開關(guān)已建議增加系統(tǒng)效率。移相脈寬調(diào)制（脈寬調(diào)制）技術(shù)提出了實現(xiàn)軟開關(guān)有源開關(guān)操作。半橋變換器零電壓開關(guān)操作已提出降低電路的成本，在全橋變換器中高功率應(yīng)用。特別由于相對簡單的結(jié)構(gòu)，非對稱半橋轉(zhuǎn)換器及其內(nèi)在的能力，