提高Buck的电-热可靠性研究与设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着电子设备向着高频化、集成化和高功率密度方向发展，对电源系统的可靠性提出了更高的要求。

dc-dc变换器作为电源系统中的核心部件，其可靠性直接影响着整个系统的稳定性和寿命。

buck变换器作为一种应用广泛的dc-dc变换器拓扑结构，其电-热可靠性问题日益突出，已经成为制约其在航空航天、电动汽车、工业控制等领域应用的关键因素之一。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者针对dc-dc变换器，特别是buck变换器的可靠性问题开展了大量研究，并在电-热可靠性分析、设计方法和实验验证等方面取得了一系列成果。

1. 国内研究现状

国内学者在buck变换器可靠性方面做了大量研究工作。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将以buck变换器为研究对象，分析其在电-热耦合作用下的失效机理，研究提高其电-热可靠性的设计方法，并通过仿真和实验进行验证。

1. 主要内容

分析buck变换器的工作原理和关键器件的失效机理，研究电-热耦合作用对器件性能的影响，建立电-热耦合模型。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、仿真建模、实验验证相结合的方法，逐步展开研究工作。

首先，进行文献调研，了解国内外在buck变换器可靠性方面的研究现状、最新进展以及存在的问题，为本研究提供参考。

其次，对buck变换器的工作原理和失效机理进行深入分析，研究关键器件参数、电路拓扑结构、软开关技术、散热结构等因素对buck变换器电-热可靠性的影响规律，并建立相应的数学模型。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
建立考虑多因素耦合的buck变换器电-热耦合模型，提高模型的精度和可靠性，为可靠性分析和设计提供更准确的依据。

提出基于电-热协同优化的buck变换器设计方法，将电性能和热性能作为整体进行优化设计，而不是孤立地考虑单一性能，从而最大限度地提高其综合可靠性。

设计新型高效的散热结构，有效降低buck变换器的工作温度，提高其热可靠性，并通过实验验证其有效性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 王少华, 王坤, 陈星. 基于改进鲸鱼算法的buck变换器pi控制器优化[j]. 电力电子技术, 2021, 55(5): 101-105.

[2] 孙跃, 张之梁, 刘畅. 基于电-热协同仿真的igbt模块温度场预测[j]. 电力电子技术, 2021, 55(11): 54-58.

[3] 郑浩, 王尚, 陈为, 等. 基于电-热耦合的永磁同步电机驱动系统可靠性分析[j]. 中国电机工程学报, 2020, 40(18): 6023-6032.