小功率增益可调放大器供电系统研究

发布时间：2017-08-30 16:47

  本文关键词：小功率增益可调放大器供电系统研究

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【摘要】：为了提高行波管测试系统的自动化程度,克服人工测试时在灵活性和效率方面的缺点,人们对于行波管自动测试系统的需求日趋强烈。在行波管的前级需要安装小功率增益可调放大器,该器件的作用是将信号源在一定频段内放大。作为行波管的输入信号,它能否工作在正常状态会对系统的稳定性造成直接的作用。为了实现对行波管和前级放大器的保护,本文课题研制了一款基于TMS320F28035控制的数字式开关电源。该放大器供电模块具有可靠性好、电路保护功能全的优点。文中首先介绍了关于行波管自动测试系统的研究背景,对供电系统的使用场合和要求进行了介绍,对数字控制电源的发展现状做了详细分析,结合该项目指标要求和现在主流解决方案,选择了开关电源的设计方案。通过对相关基本理论的介绍,选择了反激DCM工作模式、数字控制方式和控制算法。结合确定的设计方案、电源工作方式和具体的参数指标,对该电源进行设计。根据输出功率以及电压、电流的要求,对输入滤波电容和开关管器件进行选择。设计了钳位电路和反激变压器,根据MOS管的参数特性,设计驱动电路,利用光耦设计输出端电压采样电路。在DSP程序控制部分,详细分析了系统初始化、ADC采样模块、EPWM和比较器模块的配置和编写流程,介绍了主函数的工作方式,完成软件方面的编写。最后,根据上述设计方案,制作了一款输出功率为25W的放大器供电系统。通过在线调试的方式对DSP程序进行验证。对DSP控制部分和功率回路进行联调,测试PWM输出波形和MOS管的电压波形,通过与理论设计的对比,说明电源工作在正常状态。对电源的输出波形和效率进行测量,纹波为300mV,电源在50%满载以上的工作条件下,效率在75%以上。最后根据测量结果,对本文提出的设计方案进行了分析和总结,且提出了具有可行性的改进方向。本文根据设计制作了实物,实现了用于小功率增益可调放大器供电系统的研制,并对产品设计中的技术关键点进行解释和说明。通过对该电路的设计、制作和调试,使该电路满足设计指标要求,对进一步开发高性能电源打下了坚实的基础。
【关键词】：放大器供电系统 数字电源 反激式开关电源
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN86;TN124;TN722
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 数字开关电源的发展及趋势11-12
• 1.3 数字信号处理概述12
• 1.4 本文研究的主要内容12-14
• 第二章 开关电源设计理论14-30
• 2.1 开关电源概述14-15
• 2.1.1 开关电源的基本组成14
• 2.1.2 反激拓扑简介14-15
• 2.2 反激拓扑工作模式15-18
• 2.2.1 电流断续模式15-16
• 2.2.2 电流连续模式16-18
• 2.3 开关电源模拟控制方式18-23
• 2.3.1 电压模式PWM调制19-21
• 2.3.2 电流模式PWM调制21-22
• 2.3.3 PFM调制22-23
• 2.4 数字电源控制方式23-26
• 2.5 开关电源的控制算法26-27
• 2.5.1 模拟系统中的控制算法26-27
• 2.5.2 数字系统中的控制算法27
• 2.6 TMS320F28035简介27-29
• 2.7 本章小结29-30
• 第三章 放大器供电系统设计方案30-57
• 3.1 系统性能指标要求30
• 3.2 系统硬件设计30-41
• 3.2.1 系统硬件设计方案30-31
• 3.2.2 输入滤波电容选择31-33
• 3.2.3 开关管的选择33-34
• 3.2.4 钳位电路设计34-36
• 3.2.5 反激变压器设计36-38
• 3.2.6 驱动电路设计38-39
• 3.2.7 输出端电压采样电路设计39-41
• 3.3 系统软件设计41-55
• 3.3.1 程序流程41
• 3.3.2 系统初始化过程41-43
• 3.3.3 AD中断程序设计43-46
• 3.3.4 比较器程序设计46-48
• 3.3.5 EPWM模块配置48-52
• 3.3.6 PID参数计算52-55
• 3.3.7 主函数设计55
• 3.4 本章小结55-57
• 第四章 系统调试及测量结果57-63
• 4.1 实验结果分析57-62
• 4.1.1 DSP程序验证57-59
• 4.1.2 供电系统测量59-62
• 4.2 本章小结62-63
• 第五章 总结与展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-67

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本文编号：760474