基于DSP控制的AC/DC300W数字电源设计
发布时间：2022-02-18 22:20
目前随着电子科学技术的迅速发展,越来越多的电气设备出现并应用于人们的生活当中,而每个完整的电气设备通常都需要电源板块来驱动供能。相对于以往单一复杂的模拟电源,数字电源由于其高效、便捷等优势更被广大工程师们所应用,同时随着DSP的广泛应用,更加促进了数字电源的发展进程。故而,对数字电源的设计研究刻不容缓。本课题将DSP作为数字电源的核心控制处理器,使得直流输出电压可调且系统达到最大转换效率。本数字电源系统由PFC功率校正电路、DC-DC直流转换电路、DSP控制电路及辅助电源模块等构成。在分析PFC电路基本原理的基础上,选用单通道的Boost拓扑结构;通过平均电流控制的方法,完成了主电路中各元器件的计算与选型;采用电流电压双闭环控制及软件算法,建立数学模型,最后完成PFC功率校正电路的设计。根据课题的参数设计指标及要求,在目前常用的几种经典拓扑结构中,选用双管正激作为直流转换DC-DC电路的主拓扑结构;针对驱动隔离电路,专门进行了正反激变压器的选型与设计及光耦隔离器件的选型;DSP作为控制电路的主控芯片,其内部强大的模数转换功能及时间管理器功能,经过程序算法采样主电路中电流电压,输出PWM...
【文章来源】：湖南大学湖南省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 数字电源的研究背景和意义
1.2 数字电源研发中DSP和MCU的比较
1.3 数字电源和模拟电源的对比
1.4 数字电源的研究现状及发展趋势与挑战
1.5 本文结构
第2章 数字电源设计基础理论
2.1 数字电源的基本工作原理
2.2 功率校正电路拓扑结构选型
2.2.1 单通道Boost PFC电路
2.2.2 交错并联Boost PFC电路
2.3 DC/DC同步整流变换器及辅助电源拓扑结构选型
2.4 DSP ADP32F10介绍
2.5 小结
第3章 AC/DC300W数字电源硬件电路设计
3.1 单通道Boost PFC主电路设计
3.1.1 EMI滤波电路设计
3.1.2 驱动电路设计
3.1.3 采样电路设计
3.1.4 Boost升压电感选型
3.1.5 输出电容设计选型
3.1.6 整流桥设计选型
3.2 DC-DC变换器主电路设计
3.2.1 电路参数指标
3.2.2 电感的选型和设计
3.2.3 正激变换器变压器设计
3.2.4 驱动隔离电路设计
3.3 辅助电源主电路设计
3.3.1 反激式辅助电源变压器选型与设计
3.4 ADP32最小系统
3.4.1 供电电路
3.4.2 时钟电路
3.4.3 复位电路
3.5 小结
第4章 系统软件设计
4.1 主程序设计
4.1.1 软启动程序设计
4.1.2 故障与功率保护模块设计
4.1.3 平均电流采样算法设计
4.2 软件滤波算法
4.2.1 限幅滤波法
4.2.2 递推平均滤波法
4.2.3 算术平均滤波法
4.3 数字补偿PID调节器设计
4.4 小结
第5章 系统参数调试与分析
5.1 测试环境与设备
5.2 测试结果及分析
5.3 数字电源在不同输入电压与负载情况下的工作效率
5.4 小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于UC28C45的反激式辅助电源电路设计[J]. 黄建明,薛慧杰. 科技与创新. 2018(04)
[2]基于单谐振支路的多电平均压型DC-DC变换器[J]. 张捷频,王淼,郑琼林,杨晓峰. 电工技术学报. 2017(S2)
[3]基于DSP的数字高压直流电源控制系统设计[J]. 卢燕,张艳荣,胡小林. 机械与电子. 2017(10)
[4]基于PSR的反激式开关电源的设计[J]. 赵文群,李翠华,丁涛. 通信电源技术. 2017(04)
[5]基于单极倍频SPWM调制的单相Buck-Boost集成式升压逆变器研究[J]. 胡茂,秦岭,陈瑞祥,王亚芳,候虚虚. 中国电机工程学报. 2017(13)
[6]基于DSP的不间断应急电源控制系统研究[J]. 裴春梅,王艳秋,杨秀清,韩伟. 电源技术. 2017(03)
[7]一种脉冲变压器隔离的IGBT驱动电路的设计研究[J]. 刘虹伶,刘明宇. 电气技术. 2017(03)
[8]基于DSP数字化开关电源研究设计[J]. 杨思俊. 自动化与仪器仪表. 2017(02)
[9]大功率数字化逆变电源控制系统设计[J]. 王哲,刘博. 新型工业化. 2017(01)
[10]基于DSP的数字开关电源系统分析[J]. 王岩. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2017(01)
硕士论文
[1]高频开关电源建模及其控制技术研究[D]. 林雪松.河北工业大学 2015
本文编号：3631655
【文章来源】：湖南大学湖南省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 数字电源的研究背景和意义
1.2 数字电源研发中DSP和MCU的比较
1.3 数字电源和模拟电源的对比
1.4 数字电源的研究现状及发展趋势与挑战
1.5 本文结构
第2章 数字电源设计基础理论
2.1 数字电源的基本工作原理
2.2 功率校正电路拓扑结构选型
2.2.1 单通道Boost PFC电路
2.2.2 交错并联Boost PFC电路
2.3 DC/DC同步整流变换器及辅助电源拓扑结构选型
2.4 DSP ADP32F10介绍
2.5 小结
第3章 AC/DC300W数字电源硬件电路设计
3.1 单通道Boost PFC主电路设计
3.1.1 EMI滤波电路设计
3.1.2 驱动电路设计
3.1.3 采样电路设计
3.1.4 Boost升压电感选型
3.1.5 输出电容设计选型
3.1.6 整流桥设计选型
3.2 DC-DC变换器主电路设计
3.2.1 电路参数指标
3.2.2 电感的选型和设计
3.2.3 正激变换器变压器设计
3.2.4 驱动隔离电路设计
3.3 辅助电源主电路设计
3.3.1 反激式辅助电源变压器选型与设计
3.4 ADP32最小系统
3.4.1 供电电路
3.4.2 时钟电路
3.4.3 复位电路
3.5 小结
第4章 系统软件设计
4.1 主程序设计
4.1.1 软启动程序设计
4.1.2 故障与功率保护模块设计
4.1.3 平均电流采样算法设计
4.2 软件滤波算法
4.2.1 限幅滤波法
4.2.2 递推平均滤波法
4.2.3 算术平均滤波法
4.3 数字补偿PID调节器设计
4.4 小结
第5章 系统参数调试与分析
5.1 测试环境与设备
5.2 测试结果及分析
5.3 数字电源在不同输入电压与负载情况下的工作效率
5.4 小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于UC28C45的反激式辅助电源电路设计[J]. 黄建明,薛慧杰. 科技与创新. 2018(04)
[2]基于单谐振支路的多电平均压型DC-DC变换器[J]. 张捷频,王淼,郑琼林,杨晓峰. 电工技术学报. 2017(S2)
[3]基于DSP的数字高压直流电源控制系统设计[J]. 卢燕,张艳荣,胡小林. 机械与电子. 2017(10)
[4]基于PSR的反激式开关电源的设计[J]. 赵文群,李翠华,丁涛. 通信电源技术. 2017(04)
[5]基于单极倍频SPWM调制的单相Buck-Boost集成式升压逆变器研究[J]. 胡茂,秦岭,陈瑞祥,王亚芳,候虚虚. 中国电机工程学报. 2017(13)
[6]基于DSP的不间断应急电源控制系统研究[J]. 裴春梅,王艳秋,杨秀清,韩伟. 电源技术. 2017(03)
[7]一种脉冲变压器隔离的IGBT驱动电路的设计研究[J]. 刘虹伶,刘明宇. 电气技术. 2017(03)
[8]基于DSP数字化开关电源研究设计[J]. 杨思俊. 自动化与仪器仪表. 2017(02)
[9]大功率数字化逆变电源控制系统设计[J]. 王哲,刘博. 新型工业化. 2017(01)
[10]基于DSP的数字开关电源系统分析[J]. 王岩. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2017(01)
硕士论文
[1]高频开关电源建模及其控制技术研究[D]. 林雪松.河北工业大学 2015
本文编号：3631655
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3631655.html
