基于DSP的并联DC/DC变换器数字均流技术研究

发布时间：2021-03-04 23:15

　　由电力电子技术的快速发展,大功率和大电流成为多种电子设备对电源系统需求的必然趋势。利用多个电源模块并联供电,可实现大功率输出。均流技术是并联电源模块对负载电流均匀分配的核心,而数字均流技术其成本低、控制灵活、通用性强、硬件电路简单,导致并联均流技术的主导地位逐渐被数字均流技术取代,使数字均流技术实现并联电源供电具有重要意义。对并联DC/DC变换器数字均流技术的发展、研究概况及意义进行概述,并归纳常用均流控制方法的优缺点。最终选用最大电流均流法控制并联Buck电源模块,详述其组成、原理、小信号模型及PSIM仿真分析。依据最大电流自动均流法控制模型,由高精度仪用放大器INA128对采样电流进行放大,再经过DSP中的ADC模块转换成数字信号,然后装载到CAN模块并发送到总线,各模块接收总线数据解码由DSP提取作比较,将最大电流信号发送到总线,各模块接收总线最大电流信号与自身电流作误差,并将误差量作用到基准电压,各模块采样输出电压与基准电压作比较,并把误差增量送给PI调节器,以此调整ePWM模块CMPR的值控制MOS管开通,实现并联Buck供电系统的稳定输出和均流,完成了并联Buck变换器数字... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 本课题的选题背景及研究意义
        1.1.1 并联DC/DC变换器数字均流技术的选题的背景
        1.1.2 并联DC/DC变换器数字均流技术的研究的意义
    1.2 本课题的国内外研究动态及发展趋势
        1.2.1 并联DC/DC变换器数字均流技术国内外研究动态
        1.2.2 并联DC/DC变换器数字均流技术的发展趋势
    1.3 本课题的研究目标及内容
        1.3.1 并联DC/DC变换器数字均流的技术指标
        1.3.2 并联DC/DC变换器数字均流的研究内容
2 并联DC/DC电源模块的均流技术
    2.1 并联均流的概念与原理
    2.2 并联供电系统常用的均流方法
        2.2.1 串接均流电阻法
        2.2.2 主从均流法
        2.2.3 平均电流法实现自动均流
        2.2.4 最大电流法实现自动均流
    2.3 均流方案的比较与选择
    2.4 本章小结
3 并联DC/DC电源供电系统的建模与仿真分析
    3.1 并联系统主拓扑结构的选择
    3.2 并联DC/DC变换器系统的建模
        3.2.1 CCM模式下Buck大信号动态参数模型
        3.2.2 Buck电路的DC参数模型
        3.2.3 小信号BUCK线性电路参数模型
        3.2.4 Buck电路在CCM模式下的传递函数
        3.2.5 PID补偿器设计
        3.2.6 最大电流法实现均流控制的小信号模型
    3.3 双Buck并联系统的PSIM仿真分析
        3.3.1 双闭环Buck并联系统在PSIM的仿真模型设计
        3.3.2 双闭环Buck并联系统在PSIM的仿真实验及结果分析
    3.4 本章小结
4 并联DC/DC模块电源实现均流控制系统的设计
    4.1 并联DC/DC变换器实验平台的建立
    4.2 并联DC/DC模块电源的参数设计
        4.2.1 并联系统主回路Buck模块工作原理
        4.2.2 并联系统主回路参数选型
    4.3 系统硬件功能模块设计
        4.3.1 控制电路的设计
        4.3.2 驱动电路设计
        4.3.3 信号采样电路设计
        4.3.4 电路保护模块
        4.3.5 并联DC/DC供电系统辅助电源电路
        4.3.6 eCAN2.0 总线接口电路
    4.4 DC/DC供电系统电路软件设计
        4.4.1 数字PWM的产生
        4.4.2 数字控制整体流程
        4.4.3 定时器中断服务程序
        4.4.4 eCAN中断服务程序
        4.4.5 均流调节程序
        4.4.6 DSC环路调节程序
        4.4.7 改进型的数字PI算法
    4.5 本章小结
5 实验及分析
    5.1 并联供电测试指标与波形
        5.1.1 输出电压调整率测试
        5.1.2 输出负载调整率测试
        5.1.3 输出效率测试
    5.2 并联供电系统均流误差实验
    5.3 实验出现的问题与解决办法
    5.4 本章小结
6 结论及展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间发表论文及参与科研项目
附录B 基于DSP28035 的最小核心板原理图
附录C 部分模块电路原理图
附录D 主电路部分原理图
附录E 并联供电系统部分程序


【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于DPWM的开关电源并联供电系统[J]. 杨剑,曾国强,葛良全,李强,罗群.  电源技术. 2014(01)
[4]电源并联系统的数字化控制技术的研究[J]. 黄天辰,齐京礼,娄建安,陈建泗.  电源技术. 2014(01)
[5]基于数字均流技术的直流电源系统研究[J]. 郑争兵.  电源技术. 2013(12)
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硕士论文
[1]基于功率控制的UPS并联控制技术研究[D]. 李云.安徽理工大学 2013
[2]高频开关型可并联大电流直流模块的研究[D]. 张伊凡.西安石油大学 2013
[3]开关电源并联均流系统的研究[D]. 曹长春.河北工业大学 2012
[4]数字控制DC-DC变换器的研究[D]. 许会军.天津大学 2006



本文编号：3064110