基于DSP的逆变电源设计

发布时间：2017-10-09 10:24

  本文关键词：基于DSP的逆变电源设计

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【摘要】：随着现代化工业设备投入使用,用户对电源系统的性能提出了更高的要求,传统的模拟控制技术已不能满足现代工业的需求,取而代之的采用数字控制技术。数字控制技术可以完成复杂的控制算法,提高精确度,进行智能化设计等,而且已成为目前发展的主流方向,本文就是一种基于数字控制的电源系统。本文首先介绍了逆变电源的发展现状以及设计的意义,并针对SPWM波三种调制技术和生成方法,在其理论分析的基础上,搭建了Simulink仿真模型,最终选择了双极性调制方式和不对称规则采样法;然后根据逆变电源的设计指标要求,设计了主电路,包括功率开关管的选取、高频变压器的设计、滤波电路和吸收电路设计等。同时还基于逆变电源的数学模型选择了数字PID算法和电压瞬时值内环和电压有效值外环的双闭环控制策略,并利用Simulink仿真环境对开环控制、电压瞬时值单闭环控制以及电压瞬时值和电压有效值双闭环控制进行仿真分析,仿真结果表明双闭环控制策略能够很好地实现设计要求;最后设计了基于DSP芯片TMS320F28335逆变电源的控制系统,包括推挽控制电路、逆变驱动电路和采样电路等硬件电路设计和软件设计。本文最后利用芯片TMS320F28335作为主控制器搭建了实验平台,对设计进行实验验证,并给出结论分析,实验结果表明设计可以达到预期要求。
【关键词】：逆变电源 SPWM DSP Simulink仿真 双闭环控制
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要2-3
• abstract3-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 逆变电源概述7-8
• 1.2 逆变技术的发展动态8-9
• 1.3 课题研究主要内容9-11
• 2 SPWM技术11-21
• 2.1 SPWM调制技术11-17
• 2.1.1 单极性调制法12-13
• 2.1.2 单极性倍频调制法13-15
• 2.1.3 双极性调制法15-17
• 2.2 S PW M波生成方法17-20
• 2.2.1 自然采样法17
• 2.2.2 对称规则采样法17-18
• 2.2.3 不对称规则采样法18-20
• 2.3 小结20-21
• 3 逆变电源主电路设计21-33
• 3.1 逆变电源结构21-22
• 3.2 主电路设计原理22-23
• 3.3 DC-DC推挽电路23-27
• 3.3.1 功率开关管的选取24
• 3.3.2 高频变压器的设计24-26
• 3.3.3 整流滤波电路设计26-27
• 3.4 DC-AC逆变电路27-32
• 3.4.1 功率开关管的选取28-29
• 3.4.2 LC滤波电路设计29-30
• 3.4.3 吸收电路设计30-32
• 3.5 小结32-33
• 4 控制策略及仿真分析33-45
• 4.1 数字PID控制33-35
• 4.1.1 PID控制器原理33-34
• 4.1.2 PID控制器离散化34-35
• 4.2 逆变电路数学模型35-37
• 4.3 逆变电路控制策略37-40
• 4.3.1 逆变电源瞬时值内环38-39
• 4.3.2 逆变电源有效值外环39-40
• 4.4 Simulink仿真分析40-44
• 4.4.1 开环仿真分析41-42
• 4.4.2 单闭环仿真分析42-43
• 4.4.3 双闭环仿真分析43-44
• 4.5 小结44-45
• 5 控制系统设计45-61
• 5.1 DSP芯片介绍45-46
• 5.2 控制系统硬件电路设计46-54
• 5.2.1 DSP最小系统46-48
• 5.2.2 推挽控制电路48-50
• 5.2.3 逆变驱动电路50-51
• 5.2.4 采样电路51-54
• 5.3 控制系统软件设计54-60
• 5.3.1 SPWM信号生成55-57
• 5.3.2 模 /数转换实现57-59
• 5.3.3 PID算法实现59-60
• 5.4 小结60-61
• 6 实验结果分析61-66
• 6.1 推挽电路实验61-62
• 6.2 逆变电路实验62-64
• 6.3 输出结果分析64-65
• 6.4 小结65-66
• 7 总结与展望66-68
• 7.1 总结66-67
• 7.2 展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-72
• 附录72-77

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1 李阿龙;基于DSP的逆变电源设计[D];西安科技大学;2015年

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