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1、 本科毕业设计（论文）峰值电流控制中的斜坡补偿研究*燕 山 大 学2012年 6 月 本科毕业设计（论文）峰值电流控制中的斜坡补偿研究学院（系）：* 专 业：08级应用电子 学生 姓名：* 学 号：* 指导 教师：* 答辩 日期：2012年6月17日 燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：里仁学院 系级教学单位：电气工程及自动化系 学号*学生姓名*专 业班 级08应电2班题目题目名称峰值电流控制中的斜坡补偿研究题目性质1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）；理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）。2.文管类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）。题目类型1.毕业设
2、计（ ） 2.论文（ ）题目来源科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ ） 主要内容讨论峰值电流控制DC/DC变换器中的稳定性问题；分析解决稳定性问题的斜坡补偿原理及实现方法；以Boost变换器为例，设计斜坡补偿电路；基本要求输入电压：48V，输出电压：200V；主电路工作原理分析；控制电路设计；参数设计；MATLAB闭环仿真；画A0图纸一张；参考资料何亮，方宇等。峰值电流控制DC/DC变换器的恒值限流方法，电工技术学报，2006，21（10）；中国期刊全文数据库、维普中文科技期刊全文数据库、万方学位论文全文数据库文献。周 次14周58周912周1316周1718周应完成的内容查阅文献撰写综
3、述准备开题电路原理分析开环仿真准备中期检查控制方案设计参数计算闭环仿真撰写论文画大图准备答辩指导教师：*职称： 讲师 2011年 12 月 30 日系级教学单位审批： 年 月 日摘要摘要相比传统的线性电源，DC-DC开关电源由于具有高效率、高可靠性、体积小等优点，使其成为国内外研究的热点。电流模式DC-DC开关电源具有响应速度快、稳定性高、内在限流保护等特点在电源管理芯片中得到了广泛的运用。在这一背景下，本文以Boost变换器为例，设计峰值电流控制的斜坡补偿电路；输入电压48V，输出电压200V。本文主要研究电流模式DC-DC开关电源中斜坡补偿理论，分析了电感电流扰动导致控制环路产生不稳定的原
4、因，给出抑制这种不稳定因素的处理办法即斜坡补偿方法。针对此问题提出斜坡补偿设计思想，在此理论基础上完成了相应的斜坡补偿控制电路路设计。本文中完成了DC-DC开关电源系统的各个单元电路设计与分析，重点分析斜坡补偿控制电路的设计。最后采用MATLAB软件进行仿真。通过整体仿真，实现稳定电压，系统具有良好的负载调整特性和快速的稳态恢复时间和优良的电源调整率。关键词开关电源，峰值电流模式，斜坡补偿I 燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractThe switch power possesses the advantages of high efficiency, high reliability
5、and compact size compared with conventional linear power which becomes a pop research object home and abroad. Due to its characteristics of fast response, good stability, inherent current limiting, current-mode controller has been widely applied in power management circuits. In this background, this
6、 paper to Boost converter as an example, the design of peak current control slope compensation circuit; the input voltage 48V, output voltage 200V.This paper mainly studies the current mode switching power supply DC-DC slope compensation in theory, analysis of inductor current disturbance causes the
7、 control loop to generate unstable reason given, inhibition of the unstable factors approach that slope compensation method. The slope compensation design, on the basis of the theory to accomplish the corresponding slope compensation control circuit design. This paper completed the DC-DC switching p
8、ower supply system each unit circuit design and analysis, focusing on the analysis of the slope compensation control circuit design. Finally using the MATLAB software simulation. Through the simulation, to achieve stable voltage, the system has a good load regulation characteristics and rapid steady
9、 state recovery time and excellent power adjustment rate.Keywords Switch power supply, peak current mode, slope compensationII 目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2开关电源的发展阶段21.3开关电源的发展趋势41.4论文的主要内容和设计目标41.5本章小结5第2章 电流峰值控制62.1 开关电源基础知识62.2 升压型(BOOST)变换器电路72.2.1工作原理和工作过程72.2.2稳态波形和主要参数计算82.3 电流峰值控制112.3
10、.1 电流峰值控制的概念132.3.2 电流控制的稳定性问题152.4本章小结20第3章 斜坡补偿电路设计213.1锯齿波补偿稳定电流控制的稳定性分析213.2常见的几种斜坡产生电路253.2.1线性斜坡253.2.2 n阶线性斜坡273.2.3带箝位的斜坡补偿电路313.2.4可外同步的斜坡补偿电路323.2.5非线性斜坡产生电路323.2.6总结这几种斜坡补偿电路333.3本章小结34第4章 仿真结果354.1仿真354.2本章小结40结论41参考文献42致谢43附录144附录247附录350附录454附录560III第1章 绪论 第1章 绪论1.1 课题背景随着电子技术的飞速发展和不断创
11、新，电子电力设备与人们工作和生活的关系日益密切，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作，由此也带来了电源管理技术的腾飞。电源市场预计在未来几年内将高速率增长。各电源管理芯片厂商积极与厂商和相关供应商进行密切配合，努力开发出效率更高、体积更小、更高集成度的设备。目前常用的稳压电源分为线性稳压电源和开关稳压电源。线性稳压电源是开关稳压电源的前身。开关电源与线性电源相比具有下列优点:首先，它可以产生高于未稳压的输入电压甚至与输入电压极性相反的输出电压。它可以提供多个输出并相互隔离，并且还可以直接与交流电源连接进行工作而不需要庞大的电源变压器。其次，开关电源的效率很高，通常能到达
12、90%以上。它通过将功率管用作周期性的转换开关来达到高效率，在这种情况下功率管处于截止状态消耗的功率为零，处于饱和状态消耗的功率P，由于跨在闭合开关管两端的电压V很小，所以这个功率值也很小，因此一个开关型的功率管消耗的功率远远小于一个线性放大工作的功率管，而且开关电源所需要的电感和电容在对能量转换时至少在理想情况下不消耗能量，所以开关器件与低能耗的器件结合使开关电源具有比同类线性电源更高的效率。电源市场近年来经历了持续高速增长，它已经从过去不太复杂的分立电子电路演变为当今具有较强功能的集成电路模块；电源稳压的方式，由传统的线性稳压发展到今天的非线性开关稳压，稳压电路也由简单变得复杂，电源技术正
13、从过去依附其它电子设备的状态，逐渐演变成为一个独立的电路系统门类。在微电子技术日益发展的今天，除了为了方便人们的携带，对性能和待机时间延长的要求在日益提高，尤其是对高可靠性和快速动态响应等的追求。这就要求更高效率的直流电压转换器，在常用的DC-DC, LDO、电荷泵等直流电压转换器中，DC-DC转换器的效率最高，尤其是在采用同步整流时，其转换效率可以达到85-95%。【1】【2】开关电源使用的电容、电感以及功率MOS等元器件其寿命决定了开关电源的寿命。同时具备良好的线性调整率和快速的输入输出动态响应。在系统结构方面采用电流模控制方式，引入电流反馈，改造系统的开环频率特性，电压环的开环传递函数不再有低频共轭极点，频率特性曲线也没有高的谐振峰，电压环可选较高的开环增益，不仅使电路的补偿变得简单，同时也提高了系统的稳定性，进一步提高了系统的高
