基于DSP的数字开关电源系统研究

发布时间：2017-04-12 14:07

  本文关键词：基于DSP的数字开关电源系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电子技术以及控制技术不断地发展,如今开关电源正往着数字化与智能化方向发展。21世纪初,数字开关电源具有完好的监控功能以及优良特性,自出现以来就被广泛关注。数字开关电源拥有远程故障诊断、直接监控以及故障处理等特性,从而实现对于复杂开关电源系统的需求,体现了智能化的灵活性和适应性。对于传统开关电源的缺点(如体积重、灵活性差、外观庞大、效率低等)在基于DSP数字开关电源的设计中都有改变,通过各个环节的监控来实现灵活性和精确性的提高。从上述分析可以看出,数字开关电源系统设计研究具备一定的应用价值与现实意义。首先,介绍了课题的研究背景与意义、问题与现状以及发展方向。对有源和无源的功率因数校正器的设计方案性能做了比较和分析。重点介绍开关电源几种常用的拓扑应用选择,并分析了它的优缺点和工作原理。其次,介绍了采用freescale DSP MC56F8346作为主控制器的功能特性,将开关电源硬件部分主要分为功率主电路、DSP控制回路以及其它的辅助电路并对其做了比较详细分析。对移相全桥的ZVS PWM DC/DC的变换器实现、工作原理及工作模态做了较为详细的说明。重点对主电路与控制电路设计做了介绍,对高频变压器、输入和输出滤波电路的参数确定做了详细说明。然后,介绍了数字开关电源软件设计,论文对Code Warrior 8.3 IDE的交叉编译环境的搭建过程和PE系统的应用做了介绍。详细介绍了移相PWM信号生成的控制方法。重点对ADC模块、Flex CAN模块以及数字PI程序设计流程做了介绍,并给出其流程图。最后,对实验室样机的调试方法做了说明,它包含了控制电路与主电路的调试过程,对实验室样机的实验结果做了分析,达到了设计要求。在最后对论文做了总结。
【关键词】：开关电源 DSP56F8346 移相全桥 Flex CAN 模块 ADC 模块 PI 程序
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN86
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 课题的研究背景与意义10-11
• 1.2 数字开关电源的现状及问题11
• 1.3 数字开关电源的发展趋势11-12
• 1.4 全文研究的主要内容及章节安排12-13
• 第二章 开关电源拓扑的应用选择13-20
• 2.1 功率因数校正电路拓扑结构选择13-16
• 2.1.1 Flyback -PFC主电路14
• 2.1.2 Buck -PFC主电路14-15
• 2.1.3 Boost-Buck-PFC主电路15
• 2.1.4 Boost- PFC主电路15-16
• 2.2 DC/DC变换器常用拓扑选择16-19
• 2.2.1 单端正激式变换器16
• 2.2.2 单端反激式变换器16-17
• 2.2.3 推挽式变换器17-18
• 2.2.4 半桥式变换器18
• 2.2.5 全桥式变换器18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 开关电源系统硬件电路设计20-35
• 3.1 开关电源总体设计方案20
• 3.2 移相全桥ZVS PWM DC/DC变换器20-25
• 3.2.1 软开关技术20-21
• 3.2.2 移相全桥ZVS PWM DC/DC变换器的工作原理21
• 3.2.3 PWM DC-DC全桥变换器实现ZVS21-22
• 3.2.4 二次侧占空比丢失22-23
• 3.2.5 移相控制ZVS PWM全桥变换器的工作过程分析23-25
• 3.3 输入滤波电容容量计算25-26
• 3.4 开关电源高频变压器设计26-28
• 3.4.1 开关电源变压器磁心的选择27
• 3.4.2 满足匝数比要求27
• 3.4.3 计算一、二次绕组匝数27-28
• 3.5 输出滤波器设计28-29
• 3.6 控制电路设计29-34
• 3.6.1 DSP芯片的选择29-30
• 3.6.2 传感器选型和采样电路设计30-31
• 3.6.3 MOSFET驱动电路设计31
• 3.6.4 通信接口电路设计31-33
• 3.6.5 供电电源电路设计33-34
• 3.7 本章小结34-35
• 第四章 开关电源系统软件设计35-48
• 4.1 集成开发环境Code Warrior软件简介35-38
• 4.1.1 创建一个工程35-37
• 4.1.2“豆”选项37
• 4.1.3 添加和配置“豆”37-38
• 4.2 软件流程设计38
• 4.3 主程序设计38-39
• 4.4 移相PWM信号的生成控制方法39-40
• 4.5 Flex CAN模块的通信程序设计40-43
• 4.5.1 Flex CAN模块概述40-41
• 4.5.2 Flex CAN模块的初始化41-42
• 4.5.3 CAN总线数据的发送与接收42-43
• 4.5.4 ADC模块概述43
• 4.5.5 ADC采样程序设计43
• 4.6 PI控制算法选择43-46
• 4.6.1 PI控制的原理与特点43-45
• 4.6.2 PI的数字化45-46
• 4.7 数字PI控制算法设计46-47
• 4.8 本章小结47-48
• 第五章 样机调试与实验结果分析48-52
• 5.1 功率主电路调试48
• 5.2 控制电路调试48-49
• 5.2.1 CAN总线通信接口调试48-49
• 5.3 整机调试及结果分析49-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第六章 总结与展望52-53
• 6.1 全文总结52
• 6.2 课题展望52-53
• 参考文献53-55
• 发表论文和科研情况说明55-56
• 致谢56-57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘和平;付强;;DSP 56F8300的FlexCAN通信接口设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2007年10期

2 周波;祝忠明;刘勇;刘再东;;基于PID算法的高精度数字化电源设计[J];电子产品世界;2012年03期

3 蓝丽金;谢超;张锦吉;毛行奎;;移相全桥零电压PWM变换器分析与设计[J];机床电器;2012年06期

4 王爱玲;房亚民;冯晶;;基于DSP控制的数字开关电源综述[J];通信电源技术;2012年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 万丽雯;AC-DC开关电源在软启动器中的设计和应用[D];南昌大学;2009年

2 李志永;基于DSP的数字化高频开关电源的研究[D];天津理工大学;2013年

  本文关键词：基于DSP的数字开关电源系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：301417