1. 研究目的与意义
随着能源问题在全球受到越来越多的重视，电子产品耗能问题也越发突出。如今开关电源正渐渐替代电脑、电视、等家庭常见家用电器中的电源。串联稳压电源是日常生活中使用较多电源，它是属于连续控制模式的线性稳压电源。这种线性稳压器的缺点为他对于短路和过载的承受能比较力差，效率低，一般而言效率只有百分之三十五到百分之六十。因为在调整管上会损耗大部分的功率，所以在使用大功率的调整管的同时需要选择带有大体积的散热器。
调整管工作在开关状态中时功率的损耗较小，效率可达到百分之七十至百分之九十五，同时稳压器具有的质量轻、体积小等优点，调整管工作在开关状态时整体损耗的功率相对而言较小，所选散热器的体积也会跟着变小。同时，开关频率一直工作在几十到几百千赫兹的频率之间，电容与电感都可选择使用参数较小的元器件，符合条件的环境温度范围值可以极大的提高。但是，由于对元器件的控制电路调整的过程相对而言比较繁杂，电路输出的纹波电压值比较高，瞬间响应达不到要求，大大限制了开关电源在日常生产生活中的广泛使用。
尽可能减少损耗在电路上的功率是将电子设备渐渐小型化的重点。开关电源大部分是半导体器件一直在开关工作，从原理上对电路分析是低损耗的，不过因为半导体器件不停地在进行开关工作所以损耗是一定存在的。
2. 研究内容和预期目标
本课题系统的设计的目的是为了进行能量转换，所以采用了开关电源拓扑结构，采用boost变换器，boost变换器是开关电源升压电路。借用现有成熟BT2747芯片，该类芯片工作状态稳定，具有良好的输出波形。优点是该芯片的反馈灵敏度较高。输出由FB反馈引脚控制，根据厂商提供的说明说可以自行连接电路。
2.1升压变换器电路模块
Boost变换器又称升压式变换器，是一种输出电压大于输入电压的单管不隔离直流变换器。(如图2)
图中，CSW为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton Toff，占空比Dy=Ton/Ts。
Boost变换器有两种基本工作方式：CCM(Continuous current mode)：电感电流连续模式，输出滤波电感Lf的电流总是大于零，DCM(Discontinuous current mode)：电感电流断续模式，在开关管关断期间有一段时间Lf的电流为零CCM时的基本关系[5]。
2.2研究内容：
设计基于BT2747微小型化30V输入电压升压型DC-DC电源转换微模块，其输入电压是4~30V，输出电压是9~48V，尺寸不大于14mm*14mm*3.2mm或11mm*19mm*3.2mm(3.2mm为所选器件最高高度）。对其内部电路结构完成分析设计、制备和测试性能（如表1）。
表1：BT2747设计要求
| 项目名称：30V VIN的升压微系统 | |||||
| 参数 | 符号 | 条件 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
| 输入电压范围 | Vin |
| 4 | 30 | V |
| 输出电压 | Vout |
| 9 | 48 | V |
| 输出功率 | Pout |
|
| 10 | W |
| 温度 | t |
| -25 | 55 | ℃ |
| 输出纹波 | ΔVout |
|
| 1% Vout | V |
| 其它特色指标 | 可编程软起动 | ||||
| PCB外形 | 不大于14mm*14mm*3.2mm或11mm*19mm*3.2mm（3.2mm为所选器件最高高度） | ||||
| 推荐芯片 | BT2747 |
BT2747芯片简介：
BT2747是贝克瓦特的一款升压型、反激式开关稳压器芯片。内置一枚2A 70V功率开关管，集成逻辑管理电路。BT2747的输入电压范围为4V至55V，具有模式选择功能，可切换到反激式工作模式。
引脚说明（如图3）：
SW:功率开关集电极，通常接在电感电流输出端，电感电流输出端通过此引脚接地。
Vin：为芯片供电，需要并联电容稳定输入电压。
GND:芯片的接地引脚。芯片的电源地与信号地并接。从SW引脚流入的大电流从电源地流出，流如的驱动电流从信号地流出。
S/S：此引脚同步外部时钟。芯片正常工作时一般可以将S/S接到VIN。
FB：。FB的参考电压为1.27V。通过串联两电阻的阻值比确定输出电压。但是输出电压还受芯片占空比限制。
VC:环路补偿，将电容电阻串联连接到地。
BT2747主要参数指标:
表2芯片BT2747的主要参数指标
| 参数 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| 输入电压范围 |
| 4 |
| 55 | V |
| 启动电压 |
|
| 4 |
| V |
| 内置NPN最大耐压 |
| 60 |
|
| V |
| 开关频率 |
|
| 238 |
| kHZ |
| 开关占空比 |
| 0.3 |
| 0.68 |
|
| 功率管最大电流 | VC=2V |
| 3.5 |
| A |
| 开关饱和电压 | ISW=1A |
| 230 |
| mV |
| FB参考电压 | VIN=5V |
| 1.2 |
| V |
| 内部放大器增益 | VIN=5V |
| 80 |
|
|
BT2747是贝克瓦特的一款升压型、反激式开关稳压器芯片。内置一枚2A 70V功率开关管， 集成逻辑管理电路[6]。BT2747的输入电压范围为4V至55V，具有模 式选择功能，可切换到反激式工作模式。
BT2747是一款升压式与反激式相互切换的开关电源。BT2747工作在电流模式，内置开关的占空比主要受内置检流电阻上的电流控制。 在每个周期开始时，BT2747会打开内置开关管，这时电感上的电流增大，当检流电阻上的电压达到一定值时，比较器会输出高电平，使得逻辑模块拉低开关管的基极，即关掉了内置开关管。反馈电压用于调节检流电阻上的最大电流。这样设计的优点如下：
1、加快电路对输入电压变化的响应；
2、简化各种输入输出条件下的环路补偿电路；
3、在负载过载或短路的情况下可以限制输出；
4、保护电路。
3. 研究的方法与步骤
3.1方案选择
3.1.1主拓扑方案选择
方案一：采用反激式变换器。反激式变换器可用于输出功率小的电路，并且稳压功能较强，可以实现隔离dc/dc变换，但是反激式变换器的设计难度较高并且转换效率低。
4. 参考文献
[1]许金星,徐昌华.开关式交流稳压电源的设计[j]. 现代电子技术,2010,(10):204-206页.
[2]孙树朴，郑征等.电子电子技术.徐州：中国矿业大学出版社.2000
[3]滕国仁.脉宽集成控制器uc3842在开关电源中的应用.华北矿业高等专科学校学报
5. 计划与进度安排
①1周~4周：进行课题相关外文的翻译和文献的调研
②5周~7周：对方案进行初步分析，并且计算和验证各器件的参数
③8周~9周：绘制课题相关电路图并且仿真，得出结论
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