基于开关电容-BUCK变换器的设计开题报告

 2021-12-26 13:31:36

全文总字数:6198字

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1 研究背景和意义

随着技术的不断进步,电子设备人类越来越普及,小型化多功能的电子设备是人们追求的目标。而设备小型化关键之一在于电源的小型化,为了使得电源能够在体积和重量上变得更小,自20世纪以来人们不断的通过提高开关电源的开关频率来使得其中的磁性元件(电感或变压器)的体积与重量得以不断减小,现在流行的软开关技术已经可以把电源工作频率提高到兆赫兹级别,使得开关电源的体积得以大大减小。另外一种方式就是通过减少磁性元件来使得开关电源小型化。开关电容变换器是一种典型的无磁元件变换器,其由电容与相应数目的开关器件组成,通过电容作为储能元件来进行电压变化,而且可以用集成电路来实现,从而达到很高的功率密度,因此开关电容变换器满足开关电源小型化的要求。由于开关电容变换器具有的体积小,重量轻,功率密度高等优点使得其在小功率场合得以广泛应用。

另一方面,随着芯片的高速发展,国际上不断探索着低功耗的芯片的发展,降低芯片的电源电压是降低芯片损耗的一个有效途径,因此高变比的dc/dc变换器成为人们研究的重点,在能量从高压侧到低压侧进行变换时,不仅要满足能够输出频带足够宽的输出电压,还应该满足输出电压具有很好的调节性能,而传统的基于单相或多相交错技术的buck电路已经很难满足同时实现高集成,高功率密度,高效率和快速响应的要求了,而现今使用的开关电容变换器在实现电压调整时,却需要以牺牲效率为代价。故本文将结合开关电容变换器与传统buck变换器,结合他们的优点,获得性能优秀的大变比变换器。

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2. 研究的基本内容与方案

2·1本课题研究的主要内容

1、掌握开关电容变换器的工作原理,从现有的开关电容拓扑结构中找到适合我们使用的电路结构,进一步研究其电路结构等效模型,了解电路参数对于电路性能的影响;

2、简要分析各种电路拓扑的优缺点及工作原理,掌握基于多阶开关电容变换器的工作原理;

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3. 研究计划与安排

时间(周)

进程

1~2 写开题报告,准备设计资料,学习与设计相关的基础知识
3 准备开题答辩
4~5 开始进行前期的数据计算,毕业论文的编写等相关工作
6~7 开始设计电路的拓扑结构,计算相关器件参数
8 CAD软件的熟悉
9~10 开关管及电容,电感参数的确定
11~14 搭建电路及仿真
15 查缺补漏
16

准备毕业答辩

4. 参考文献(12篇以上)

【1】 f.ueno and t.inoue.a new approach to low ripple-noise switching converters on the basis of switched-capacitor circuits . proceedings ieee international symposium on circuits and systems.singapore:1991:1077-1080

【2】 g zhu, h wei, i batarseh , et al. a new switched-capacitor dc-dc converter with improved line and load regulations [j]. proc of ieee iscas, 1999: 234 -237

【3】 j.sun,m.xu,y.ying,f.c.lee.high power density high efficiency system two-stage power architecture for laptop computers.ieee power electronics specialists conference record (pesc),jun.2006:4008-4015

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