1. 研究目的与意义
高速发展的电子技术使电子系统被越来越多的领域所使用，电子产品的种类繁多，与人们的生活息息相关。可靠的电源是任何器件都不可缺少的，并且它们对电源的要求越来越高。特别是小型电子设备，需要能提供可靠的电源以供小型电子设备的用电需要，因此，当前市场趋势就是设计低成本切微小的开关稳压电源。
自1950年开始，美国宇航局以小型化、轻量化作为目标而为搭载火箭开发首个开关电源，在50年的发展中，开关电源逐渐取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，集成化成为开关电源的发展方向，趋于小型化和模块化。时间进入21世纪，集成开关电源向两个方向发展。第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。20世纪70年代开始，国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General公司等推出一系列PWM芯片。最近几年，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。1994年，美国电源集成公司率先在世界上成功研发三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。意-法半导体公司最近也推出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用[2]。现在，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。单片开关电源自现世以来便显示出强大的潜力，它作为一项具有发展前景和影响力的新产品，得到了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、简易外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。和国外的开关电源技术相比较，国内从20世纪70年代才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。当前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源大半的市场。但是，随着我国技术的进步和生产规模的壮大，小功率模块电源正在迅速的被国产DC/DC产品所替代。
20世纪过去后，时代信息化的快速发展使得人们越来越依赖电子设备、产品，而这些电子设备、产品都需要电源。开关电源与线性电源相比具有效率、大小、质量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更小更轻效率更高也更可靠让高频开关电源成为了被最为广泛使用的电源。[5]从开关电源的组成来看它主要由两部分组成：功率级和控制级。功率级的主要任务是根据不同场合和要求，选择相应的拓扑结构，同时顾及了半导体元件考虑设计成本，控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源大多是用PWM控制的。
2. 研究内容与预期目标
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，以MCU为控制核心，使得电路运行更加的智能化，电路中应该包含主回路、辅助电源供电、按键电路，以及显示模块。
预期目标：
① 方案论证与各元器件确定：拓扑方案的选择和论证，DC-DC选择，电路供电电源的选择，电流检测电路选择，电压检测电路选择，按键电路选择，液晶显示模块确定
② 完成芯片参数的分析、计算和选择：Buck的LC滤波电路参数，电流检测电路和电压检测电路参数
③ 完成系统设计:完成电路图仿真、电路板、系统程序的设计
④ 焊接完成系统，测试、分析和优化达到设计指标
研究内容：
设计基于BT2747微小型化36V输入电压降压型DCDC电源转换微模块，其输入电压是5-36V，输出电压是3.3-24V，尺寸小于14mm*14mm*3.2mm。对其内部电路结构完成分析，并设计、制备和测试性能（如图表1）。
表1：BT2747设计要求
| 项目名称：36V VIN 降压微系统 | |||||
| 参数 | 符号 | 条件 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
| 输入电压范围 | Vin |
| 5 | 36 | V |
| 输出电压 | Vout |
| 3.3 | 24 | V |
| 输出功率 | Pout |
|
| 10 | W |
| 温度 | t |
| -25 | 55 | ℃ |
| 其它特色指标 | 可软起动 | ||||
| PCB外形 | 不大于14mm*14mm*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。
BT2747外部引脚及功能
图1BT2747外部引脚图
引脚说明（如图1）：
(1)PGND端：电源地，大电流从SW流出
(2)VIN端： 供电引脚，使用它要连接旁路电容
(3)RFB：外部反馈输入引脚通过RFB的电阻连接到SW,由RFB和FB的电阻决定输出电压。
(4)VC：环路补偿连接RC串联到地。
(5)SW:有大电流通过时，电感中这个电流通过它流入地。
(6)S/S:（1）同步外部时钟，在输入的电压沿下降的功率管打开，同步开启（2）S/S从低变高到1.5V时，芯片正常工作，从高变低为1.06V时，芯片关机芯片一般工作时，将是S/S接到Vin。
(7)SGND:信号地，流入芯片的驱动电流从该引脚流出
(8)FB:外部反馈电阻的输入引脚，通过电阻RFB连接
Vout.电阻RFB和RREF决定输出电压
3. 研究方法与步骤
1．主拓扑方案选择
方案一：采用反激式变换器。反激式变换器适合小功率的输出，输入电压大范围波动时，仍可以有较稳定的输出，并且可以实现带隔离的DC/DC变换，但其中的反激式变压器设计比较复杂，且整体效率较低。
方案二：采用buck变换器，buck是一种斩波升压变换器，该拓扑效率高，电路结构简单，参数设计也比较容易[14]。
4. 参考文献
[1] 张洪昌. 条分缕析说电源(一)[J]. 现代通信, 2014(5):5.
[2] 邱海军. 一种融合线性电源和开关电源的DC-DC变换器[P].2020.
[3] 肖前红. 高速公路隧道照明节能控制系统研究[D]. 华南理工大学, 2011.
5. 工作计划
（1）2月21日~3月10日: 收集资料，熟悉基本知识，掌握毕设基本设计原理。
（2）3月11日~3月20日：把握整体方案，深入研究设计原理，撰写开题报告。
（3）3月21日~4月30日：巩固设计方法，开展各个功能模块具体设计，完成毕设初步设计。
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