基于DSP的并联双向DC-DC电源关键技术研究
发布时间：2023-08-16 16:06
近年来,随着动力电池行业的快速发展,对动力电池充放电模块的DC-DC电源的研究也在进一步深入。本文针对动力电池化成分容电源的应用,采用DSP电源技术实现Buck-boost的拓扑控制,在以往的基础上提升电源的动态性能、高精度电池充放电控制,实现多通道并联控制。研究内容如下:首先采用拉普拉斯变换建立DC-DC电路的数学模型,分析了单通道运行的基本控制原理与特性。多通道并联是多输入多输出的复杂耦合系统,针对其中并联均流问题,建立通道并联结构的数学模型,针对并联均流问题对多种并联均流的控制方式进行算法理论分析。主要包括平均电流均流法、最大电流均流法、主从模式均流法以及各个通道软件独立控制的恒流输出模式。根据不同控制方式对应的控制规律建立系统控制方程,运用一阶线性非其次方程组求解方式判断并联控制稳定条件,使用李亚普洛夫李亚普洛夫稳定性分析系统在领域内的收敛情况。接着设计了DSP控制的电源硬件电路平台,包括主电路、采样控制电路。再根据DSP芯片内部结构,使用CPU+CLA的算法运行逻辑,并配置芯片的采样、中断、CLA模块功能,完成DSP单周期采样运算输出流程。在DSP控制平台下,使用参数识别与前...
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 双向DC-DC变换器拓扑结构的研究
1.2.2 双向DC-DC变换器控制方式策略的研究
1.2.3 多通道DC-DC并联控制研究
1.2.4 双向DC-DC变换器控制方式的研究
1.3 研究内容
第二章 DC-DC变换器主电路建模
2.1 双向DC-DC基本拓扑结构
2.1.1 非隔离型DC-DC变换器
2.1.2 隔离型DC-DC变换器
2.1.3 并联DC-DC结构
2.2 DC-DC并联均流结构
2.2.1 传统并联均流控制方式
2.2.2 并联独立控制均流
2.2.3 平均电流法均流
2.2.4 软件并联恒压均流
2.2.5 主从模式电流均流
2.3 功率器件设计
2.3.1 电感L1 参数计算
2.3.2 电容C参数计算
2.3.3 电感L2 参数计算
2.4 本章总结
第三章 DSP硬件电路设计
3.1 硬件设计目标与实现方案
3.1.1 硬件的电源设计目标参数
3.1.2 硬件的电源设计实现方案
3.2 IGBT驱动电路
3.3 AD采样电路
3.3.1 内部AD电路设计
3.3.2 外部AD电路设计
3.4 硬件保护及通讯
3.4.1 电感电流超限保护
3.4.2 通讯电路
3.5 本章小结
第四章 DSP软件环境设计
4.1 DSP芯片功能使用及开发环境介绍
4.1.1 DSP芯片在数字电源上的应用
4.1.2 CLA应用
4.2 DSP外设功能配置
4.2.1 HPWM输出配置
4.2.2 内部AD配置
4.2.3 CLA运行配置
4.2.4 外部AD时序配置与运行检测
4.3 CLA模块配置
4.3.1 C28x+CLA架构搭建
4.3.2 双核通讯机制
4.3.3 双核控制任务量分划
4.4 本章小结
第五章 双核输出控制
5.1 控制需求及系统总设计
5.1.1 多种控制方式比较
5.1.2 本文使用的控制方式
5.2 前馈控制与参数识别
5.2.1 参数识别算法
5.2.2 前馈控制分析
5.3 高精度控制
5.3.1 HPWM积分零偏校正
5.4 前级母线滤波
5.4.1 滤波参数计算
5.4.2 滤波对高精度控制的影响
5.5 并联控制
5.5.1 并联电路均流控制
5.5.2 并联控制基于参数识别的前馈控制模型
5.6 本章小结
第六章 MATLAB建模仿真
6.1 电源主电路建模
6.2 DSP控制模拟建模
6.2.1 MATLAB软件数据处理流程
6.2.2 MATLAB采样数据处理流程
6.3 单通道控制算法仿真
6.3.1 前馈控制与参数识别
6.3.2 遗传算法控制建模
6.4 通道并联控制仿真
6.4.1 通道并联恒压控制仿真
6.4.2 通道并联恒流控制仿真对比
6.4.3 并联控制前馈控制模型
6.5 本章总结
第七章 实验测试及结果分析
7.1 电源测试实验平台
7.2 输出精度测试
7.2.1 输出精度
7.2.2 并联控制稳定性测试
7.2.3 电感电流运行与采样
7.3 动态性能测试
7.3.1 参数估计结果分析
7.3.2 前馈控制效果分析
7.3.3 母线滤波效果测试
7.4 实验结果分析
总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表论文
致谢
本文编号：3842246
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 双向DC-DC变换器拓扑结构的研究
1.2.2 双向DC-DC变换器控制方式策略的研究
1.2.3 多通道DC-DC并联控制研究
1.2.4 双向DC-DC变换器控制方式的研究
1.3 研究内容
第二章 DC-DC变换器主电路建模
2.1 双向DC-DC基本拓扑结构
2.1.1 非隔离型DC-DC变换器
2.1.2 隔离型DC-DC变换器
2.1.3 并联DC-DC结构
2.2 DC-DC并联均流结构
2.2.1 传统并联均流控制方式
2.2.2 并联独立控制均流
2.2.3 平均电流法均流
2.2.4 软件并联恒压均流
2.2.5 主从模式电流均流
2.3 功率器件设计
2.3.1 电感L1 参数计算
2.3.2 电容C参数计算
2.3.3 电感L2 参数计算
2.4 本章总结
第三章 DSP硬件电路设计
3.1 硬件设计目标与实现方案
3.1.1 硬件的电源设计目标参数
3.1.2 硬件的电源设计实现方案
3.2 IGBT驱动电路
3.3 AD采样电路
3.3.1 内部AD电路设计
3.3.2 外部AD电路设计
3.4 硬件保护及通讯
3.4.1 电感电流超限保护
3.4.2 通讯电路
3.5 本章小结
第四章 DSP软件环境设计
4.1 DSP芯片功能使用及开发环境介绍
4.1.1 DSP芯片在数字电源上的应用
4.1.2 CLA应用
4.2 DSP外设功能配置
4.2.1 HPWM输出配置
4.2.2 内部AD配置
4.2.3 CLA运行配置
4.2.4 外部AD时序配置与运行检测
4.3 CLA模块配置
4.3.1 C28x+CLA架构搭建
4.3.2 双核通讯机制
4.3.3 双核控制任务量分划
4.4 本章小结
第五章 双核输出控制
5.1 控制需求及系统总设计
5.1.1 多种控制方式比较
5.1.2 本文使用的控制方式
5.2 前馈控制与参数识别
5.2.1 参数识别算法
5.2.2 前馈控制分析
5.3 高精度控制
5.3.1 HPWM积分零偏校正
5.4 前级母线滤波
5.4.1 滤波参数计算
5.4.2 滤波对高精度控制的影响
5.5 并联控制
5.5.1 并联电路均流控制
5.5.2 并联控制基于参数识别的前馈控制模型
5.6 本章小结
第六章 MATLAB建模仿真
6.1 电源主电路建模
6.2 DSP控制模拟建模
6.2.1 MATLAB软件数据处理流程
6.2.2 MATLAB采样数据处理流程
6.3 单通道控制算法仿真
6.3.1 前馈控制与参数识别
6.3.2 遗传算法控制建模
6.4 通道并联控制仿真
6.4.1 通道并联恒压控制仿真
6.4.2 通道并联恒流控制仿真对比
6.4.3 并联控制前馈控制模型
6.5 本章总结
第七章 实验测试及结果分析
7.1 电源测试实验平台
7.2 输出精度测试
7.2.1 输出精度
7.2.2 并联控制稳定性测试
7.2.3 电感电流运行与采样
7.3 动态性能测试
7.3.1 参数估计结果分析
7.3.2 前馈控制效果分析
7.3.3 母线滤波效果测试
7.4 实验结果分析
总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表论文
致谢
本文编号：3842246
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3842246.html
