基于DSP车载逆变电源的研究与设计

发布时间：2023-03-12 07:33

　　随着当今智能汽车的普及和科技的发展,汽车己成为一种集办公、娱乐为一体的交通工具。人们会在汽车上装载更多的电子设备以提高生活质量,比如车载电视、冰箱和空气加湿器等,同时还会在车内使用笔记本电脑、平板及手机等移动电子设备。这些设备都需要220V/50Hz的电源供电,但车内只能提供12V直流电压,因此有必要设计一款性能可靠、安全性高的车载逆变电源。本文设计了一台以TMS320F28335为主控芯片的车载逆变电源,将12V直流电压转换为220V/50Hz的交流电压。根据设计指标要求,采用了两级式变换电路结构,包括前级DC-DC推挽升压电路和后级DC-AC全桥逆变电路。首先对前级DC-DC推挽升压电路进行研究与设计,选用SG3525芯片作为推挽电路的主控芯片,为使推挽电路输出电压稳定,采用了电压闭环控制,同时增加了软硬件相结合的输入过、欠压保护设计,从而提高了电源的安全性;其次对后级DC-AC全桥逆变电路进行研究与设计,基于对SPWM逆变电路的数学模型分析,采用了输出电压外环、电流内环的双闭环PI控制策略。通过MATLAB仿真软件对系统控制策略进行仿真,仿真结果验证了系统设计方案和控制策略的正确...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 逆变技术的发展
    1.3 车载逆变电源的研究现状与发展趋势
    1.4 本文的主要工作内容
2 总体方案设计
    2.1 设计指标
    2.2 总体结构设计
    2.3 DC-DC升压拓扑结构的选择
    2.4 DC-AC逆变拓扑结构的选择
    2.5 本章小结
3 逆变电源主电路设计
    3.1 DC-DC电路设计
        3.1.1 推挽电路的工作原理
        3.1.2 元器件的选型
        3.1.3 高频变压器的设计
        3.1.4 推挽电路原理图
    3.2 DC-AC电路设计
        3.2.1 逆变电路的工作原理
        3.2.2 元器件的选型
        3.2.3 全桥逆变电路原理图
    3.3 本章小结
4 系统控制策略及仿真
    4.1 正弦脉宽调制SPWM技术
        4.1.1 SPWM波调制方式
        4.1.2 SPWM波产生方法
    4.2 数字PI算法
        4.2.1 增量型PI控制算法的实现
        4.2.2 推挽电路控制
        4.2.3 SPWM逆变电路数学模型
        4.2.4 SPWM逆变电路控制策略
    4.3 仿真分析
        4.3.1 推挽电路仿真分析
        4.3.2 逆变电路仿真分析
    4.4 本章小结
5 控制系统的软硬件设计
    5.1 硬件电路设计
        5.1.1 DSP最小系统
        5.1.2 推挽控制电路
        5.1.3 DC-DC输入过欠压保护电路
        5.1.4 辅助电源电路
        5.1.5 开关管驱动电路
        5.1.6 采样电路
    5.2 软件设计
        5.2.1 系统主程序
        5.2.2 A/D采样程序
        5.2.3 SPWM波生成程序
        5.2.4 数字PI算法程序
    5.3 本章小结
6 实验结果分析
    6.1 车载逆变电源实验平台
        6.1.1 前级推挽电路测试分析
        6.1.2 后级逆变电路测试分析
    6.2 车载逆变电源性能测试
        6.2.1 输入欠压保护测试
        6.2.2 车载逆变电源的效率测试
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3761228