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多相濾波器

反激式控制器改善了多輸出應(yīng)用的交叉調(diào)節(jié)性能

反激式轉(zhuǎn)換器通常應(yīng)用於具有多個(gè)輸出電壓並要求中低輸出功率的電源。配合采用一個(gè)反激式轉(zhuǎn)換器，多輸出僅增加極少的成本或復(fù)雜度––– 每個(gè)額外的輸出僅要求另一個(gè)變壓器繞組、整流器和輸出濾波電容器。

標(biāo)簽： 反激式控制器輸出調(diào)節(jié) 性能

上傳時(shí)間： 2013-11-22

上傳用戶：3294322651
主從型IGCT逆變器及其在STATCOM中的應(yīng)用

本文針對6KV中壓電網(wǎng)三相平衡負(fù)載的無功功率補(bǔ)償，結(jié)合二極管箝位多電平逆變器和H橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器的特點(diǎn)，提出了一種能夠直接并入電網(wǎng)的新型主從式的逆變器結(jié)構(gòu)：主逆變器采用二極管箝位三電平逆變器，從逆變器采用三個(gè)H橋(即全橋)逆變器。主逆變器和H橋逆變器采用級(jí)聯(lián)的形式連接，最后構(gòu)成一個(gè)五電平的混聯(lián)逆變器。從逆變器負(fù)責(zé)產(chǎn)生一個(gè)方波電壓，構(gòu)成輸?shù)A正弦電壓的基本成分：主逆變器產(chǎn)生輸出電壓的補(bǔ)償部分以及負(fù)責(zé)消除低次諧波。對于主逆變器直流側(cè)電容電壓的平衡問題，本文提出了一種采用硬件電路平衡的方法，從而降低了PWM調(diào)制時(shí)控制方法的復(fù)雜性。因?yàn)榧砷T極換相晶閘管(IGCT)這種新型電力電子器件具有開關(guān)頻率高、無緩沖電路、耐壓高等優(yōu)點(diǎn)，主電路選用IGCT作為開關(guān)器件。本文詳細(xì)分析了用于STATCOM的主從型逆變器電路結(jié)構(gòu)，同時(shí)給出了電路參數(shù)的確定方法，并對STATCOM逆變器輸出電壓的諧波進(jìn)行了理論分析。根據(jù)本文提出的主從型逆交器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了基于瞬時(shí)無功理論的STATCOM系統(tǒng)動(dòng)態(tài)控制模型，并給出了一種解藕反饋控制方法。最后通過仿真結(jié)果證明了所提出的這種主從型逆變器STA’rC0^I結(jié)構(gòu)在消除諧波方面的優(yōu)越性。

標(biāo)簽： STATCOM IGCT 逆變器中的應(yīng)用

上傳時(shí)間： 2013-10-31

上傳用戶：frank1234
多電平逆變器載波相移SPWM與移相空間矢量控制策略的研究

載波相移SPWM 調(diào)制法目前是級(jí)聯(lián)型逆變器的主流調(diào)制方法，其等效載波頻率高，諧波特性好，功率單元之間輸出功率平衡。而移相空間矢量調(diào)制法基于傳統(tǒng)的兩電平空間矢量調(diào)制法，并采用載波移相的思想，因此兼有空間矢量法和載波相移SPWM 法的優(yōu)勢，諧波特性好，電壓利用率高，且控制方法簡單便于數(shù)字實(shí)現(xiàn)，可與矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等各種現(xiàn)代方法相結(jié)合應(yīng)用于電機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)中。本文以三級(jí)級(jí)聯(lián)型逆變器為例對載波相移SPWM 調(diào)制法和移相空間矢量調(diào)制法分別進(jìn)行了研究，通過仿真對比，總結(jié)出移相空間矢量調(diào)制法與載波相移SPWM 調(diào)制法的異同和所具有的優(yōu)勢。

標(biāo)簽： SPWM 電平逆變器控制策略載波相移

上傳時(shí)間： 2014-12-24

上傳用戶：元宵漢堡包
三相半波整流電路的設(shè)計(jì)

內(nèi)容摘要電力電子為人類做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，因此研究電力電子件是為時(shí)代所需。本次課程設(shè)計(jì)為三相半波整流電路的設(shè)計(jì)，本組選擇方案為三相半波可控整流電路的設(shè)計(jì)。主要分為三大模塊：主電路一觸發(fā)電路和保護(hù)電路，其中觸發(fā)電路為集成電路。所選器件基本為電阻-電感和門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）等。由于當(dāng)負(fù)載為電阻和電阻電感時(shí)的電路的工作情況不同，所以電路中對它們各自工作的情況進(jìn)行系統(tǒng)而詳細(xì)的分析。設(shè)計(jì)中對電路的工作原理以及電路器件的數(shù)計(jì)算等均有涉及。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，又遵循經(jīng)濟(jì)安全的原則，設(shè)計(jì)中對器件的型號(hào)做出了最后的選擇。由于時(shí)間倉促，難免有些差錯(cuò)，望批評(píng)指正。1設(shè)計(jì)要求（1）輸入電壓：三相交流380V、5012（2）輸出功率：2KW（3）用集成電路組成觸發(fā)電路（4）負(fù)載性質(zhì)：電阻、電阻電感（5）對電路進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算說明（6）計(jì)算所用元器件型號(hào)參數(shù)2整流電路的分類及案選擇整流電路將交流電變?yōu)橹绷麟姡瑧?yīng)用十分廣泛，電路形式多種多樣，各具特色。可以從多種角度對整流電路進(jìn)行分類：按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路；按組成的器件可分為不可控半控一全控三種；按交流輸入相數(shù)可分為單相電路和多相電路；按電壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為單拍和雙拍電路。鑒于本課程設(shè)計(jì)，需要三相半波整流電路，可有兩種方案選擇：方案1，三相半波不可控整流電路；方案2，三相半波可控整流電路。對于三相半波不可控整流電路，電路中采用了三個(gè)二極管整流，此電路不需要觸發(fā)電路，同時(shí)負(fù)載電壓不可調(diào)，而三相半波可控整流電路，電路中采用三個(gè)晶閘管整流，電路中有專門的觸發(fā)電路，觸發(fā)電路適時(shí)的給予脈沖，可調(diào)節(jié)輸出電壓，可適合不同電壓的要求，并且直流脈動(dòng)小，可承受整流負(fù)載較大，常見使用等優(yōu)點(diǎn)，所以本次課程設(shè)計(jì)選擇三相半波可控整流電路，即方案2，其大體圖形如圖（1）。

標(biāo)簽： 三相整流電路設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2022-06-24

上傳用戶：bluedrops
電源紋波抑制器的原理與設(shè)計(jì)

該文檔為電源紋波抑制器的原理與設(shè)計(jì)總結(jié)文檔如何降低ＡＣ．ＤＣ和ＤＣ—ＤＣ變換器輸出電壓中的紋波和噪聲，是所有設(shè)計(jì)和使用該類電源者較為　關(guān)注的問題之一　介紹了一種綜合運(yùn) 用有源濾波和無源濾波設(shè)計(jì) 電源紋波抑制器的原理和方法。詳細(xì)敘述了有　源低通濾波的設(shè)計(jì)原理、計(jì)算方法和采用計(jì) 算機(jī) 仿真優(yōu)化軟件設(shè) 計(jì)無源低通濾波器的元件參數(shù)的思路與方法。設(shè) 計(jì)制作出的電源紋波抑制器具有體積小、重量輕等特點(diǎn) ，可以從較低的頻率開始對電源中的紋波和噪聲進(jìn)行　有效的抑制，從而使得電源變換器輸出電壓中的紋波滿足許多要求較高的應(yīng) 用場合。

標(biāo)簽： 紋波抑制器有源低通濾波器 LC低通濾波器

上傳時(shí)間： 2022-07-26

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采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)兩相異步電機(jī)的SVPWM控制.rar

該文研究了一種新型電壓空間矢量控制兩相逆變器—異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng),該系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于小功率、寬調(diào)速運(yùn)行的場合.該項(xiàng)研究完成兩相逆變器的設(shè)計(jì),并組成了試驗(yàn)用的兩相逆變器—異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng).系統(tǒng)是一個(gè)轉(zhuǎn)速開環(huán)的變頻調(diào)速系統(tǒng),由單片機(jī)機(jī)控制電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、逆變器主電路、保護(hù)電路組成.論文通過對電機(jī)基本方程進(jìn)行Kron變換和對稱分量變換,分別建立了系統(tǒng)完整的數(shù)學(xué)模型,編制了動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)仿真程序,并對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行分析.相對于方波等其它供電方式的控制,采用電壓空間矢量技術(shù)在小功率兩相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制上的應(yīng)用可使轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減少,效率提高,具有一定的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性.

標(biāo)簽： SVPWM 用單片機(jī) 異步電機(jī)

上傳時(shí)間： 2013-08-01

上傳用戶：tinawang
模塊化UPS并聯(lián)及控制技術(shù)研究.rar

隨著用戶對供電質(zhì)量要求的進(jìn)一步提高，模塊化UPS 并聯(lián)系統(tǒng)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。本文以模塊化UPS為研究對象，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，將其分為直流部分模塊化和交流部分模塊化分別進(jìn)行討論。整流環(huán)節(jié)對Boost-PFC 電路進(jìn)行并聯(lián)控制，實(shí)現(xiàn)直流部分的模塊化；逆變環(huán)節(jié)在瞬時(shí)電壓PID 控制的基礎(chǔ)上，引入了瞬時(shí)均流的并聯(lián)控制策略，實(shí)現(xiàn)交流部分的模塊化。介紹了有源功率因數(shù)校正技術(shù)的基本原理和控制思路，分析了單管雙Boost-PFC電路的工作過程，并將其簡化等效成常規(guī)的Boost 電路進(jìn)行分析和控制。根據(jù)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分別對電流控制環(huán)和電壓控制環(huán)進(jìn)行了分析，得出了電感電流主要受電流指令的影響，而輸入輸出電壓差的影響則相對比較小；輸出電壓主要受參考給定指令電壓、緩啟給定指令電壓以及輸出電流等因素的影響。根據(jù)電流環(huán)和電壓環(huán)的解析表達(dá)式，給出了并聯(lián)控制的方法及原理。對單相電路、三相電路以及多模塊并聯(lián)電路分別進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，對多模塊的并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。建立了單相逆變器的數(shù)學(xué)模型，并加入PID 控制器，得到了輸出電壓的解析表達(dá)式，得出逆變器輸出電壓與參考給定電壓和輸出電流有關(guān)。利用極點(diǎn)配置的方法得到了模擬域PID 控制器參數(shù)的計(jì)算公式，并采用后向差分法，將其轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，得到了數(shù)字PID 控制器參數(shù)與模擬域參數(shù)的換算關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)測試和曲線擬合的辦法，得到了實(shí)際逆變器的電路參數(shù)。通過對所設(shè)計(jì)的數(shù)字PID 控制器進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了理論分析和計(jì)算。建立了PID 電壓閉環(huán)的多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，分析得出并聯(lián)系統(tǒng)的輸出電壓主要由系統(tǒng)中各模塊的平均給定電壓決定，同時(shí)也受較高次的輸出諧波電流影響，受輸出基波電流影響相對較小；環(huán)流主要受模塊的給定電壓與系統(tǒng)平均給定電壓的偏差影響。針對環(huán)流產(chǎn)生的原因，提出了一種瞬時(shí)均流控制策略來減小系統(tǒng)環(huán)流對給定電壓偏差的增益，從而達(dá)到瞬時(shí)均流的目的。對兩逆變模塊并聯(lián)的系統(tǒng)在各種工況下進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了理論分析的正確性和這種瞬時(shí)均流控制策略的可行性。

標(biāo)簽： UPS 模塊化并聯(lián)

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：ggwz258
基于DSP和FPGA的數(shù)字化開關(guān)電源的實(shí)用化研究.rar

文章開篇提出了開發(fā)背景。認(rèn)為現(xiàn)在所廣泛應(yīng)用的開關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)的分立元件組成的。它的特點(diǎn)是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低，對不同的客戶要求來“量身定做”不同的產(chǎn)品，同時(shí)幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這種傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時(shí)代的發(fā)展步伐。隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化，開關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化，使開關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動(dòng)作狀態(tài)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測成為了可能，同時(shí)由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應(yīng)對不同客戶的需求，這就降低了開發(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號(hào)處理新技術(shù)，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。在數(shù)字化領(lǐng)域的今天，最后一個(gè)沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來，數(shù)字電源的研究勢頭與日俱增，成果也越來越多。雖然目前中國制造的開關(guān)電源占了世界市場的80％以上，但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場上幾乎沒有我們份額。本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案，即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對系統(tǒng)方案和電路進(jìn)行了較為具體的設(shè)計(jì)，并通過測試取得了預(yù)期結(jié)果。測試證明該方案能夠適合本行業(yè)時(shí)代發(fā)展的步伐，使系統(tǒng)電路更簡單，精度更高，通用性更強(qiáng)。同時(shí)該方案也可用于相關(guān)領(lǐng)域。本文首先分析了國內(nèi)外開關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀，以及研究數(shù)字化開關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開關(guān)電源的總體設(shè)計(jì)框圖和實(shí)現(xiàn)方案，并與傳統(tǒng)的開關(guān)電源做了較為詳細(xì)的比較。本論文的設(shè)計(jì)方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來做數(shù)字化PID調(diào)節(jié)，通過數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來控制斬波器，控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器，使電路更簡單，精度更高，通用性更強(qiáng)。傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源是將電流電壓反饋信號(hào)做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成，采用專用脈寬調(diào)制芯片實(shí)現(xiàn)PWM控制。電流反饋信號(hào)來自主回路的電流取樣，電壓反饋信號(hào)來自主回路的電壓采樣。再將這兩個(gè)信號(hào)分別送至電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端，用來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)用來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過流過壓保護(hù)、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號(hào)則由單片機(jī)或電位器提供。再次，文章對各個(gè)模塊從理論和實(shí)際的上都做了仔細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，并給出了具體的電路圖，同時(shí)寫出了軟件流程圖以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的地方。整個(gè)系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運(yùn)算、環(huán)境開關(guān)量檢測、環(huán)境開關(guān)量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號(hào)采集、負(fù)載電壓信號(hào)采集、負(fù)載電流信號(hào)采集、以及對信號(hào)的一階數(shù)字低通濾波。由于整個(gè)系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求采樣速率相當(dāng)高。本系統(tǒng)采用FPGA來控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問題，減輕了DSP的負(fù)擔(dān)。DSP可以將讀到的ADC信號(hào)做PID調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生PWM波來控制逆變橋的開關(guān)速率，從而達(dá)到閉環(huán)控制的目的。最后，對數(shù)字化開關(guān)電源和模擬開關(guān)電源做了對比測試，得出了預(yù)期結(jié)論。同時(shí)也提出了一些需要改進(jìn)的地方，認(rèn)為該方案在其他相關(guān)行業(yè)中可以廣泛地應(yīng)用。模擬控制電路因?yàn)槭褂迷S多零件而需要很大空間，這些零件的參數(shù)值還會(huì)隨著使用時(shí)間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動(dòng)并對系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負(fù)面影響。數(shù)字電源則剛好相反，同時(shí)數(shù)字控制還能讓硬件頻繁重復(fù)使用、加快上市時(shí)間以及減少開發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)前對產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。能夠滿足較高精度的設(shè)計(jì)要求。但對于高精度數(shù)字化電源，系統(tǒng)還有值得改進(jìn)的地方，比如改進(jìn)主控器，提高參考電壓的精度，提高采樣器件的精度等，都可以提高系統(tǒng)的精度。本系統(tǒng)涉及電子、通信和測控等技術(shù)領(lǐng)域，將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合了起來。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案不僅可以用在電源控制器上，只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。

標(biāo)簽： FPGA DSP 數(shù)字化

上傳時(shí)間： 2013-06-29

上傳用戶：dreamboy36
基于FPGA的直擴(kuò)調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).rar

擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與常規(guī)的通信系統(tǒng)相比，具有很強(qiáng)的抗窄帶干擾，抗多徑干擾，抗人為干擾的能力，并具有信息隱蔽、多址保密通信等優(yōu)點(diǎn)。在近年來得到了迅速的發(fā)展。本論文主要討論和實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的直接序列擴(kuò)頻信號(hào)的解擴(kuò)解調(diào)處理。論文對該直擴(kuò)通信系統(tǒng)和FPGA設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了相關(guān)研究，最后用Altera公司的最新的FPGA開發(fā)平臺(tái)Quarus Ⅱ5.0實(shí)現(xiàn)了相關(guān)設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分，發(fā)送部分和接收部分。發(fā)送部分主要有串并轉(zhuǎn)換、差分卷積編碼、PN碼擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制、成型濾波等模塊。接收部分主要有前端抗干擾、數(shù)字下變頻、解擴(kuò)解調(diào)等模塊。論文首先介紹了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的特點(diǎn)以及相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹了本論文的研究思路和內(nèi)容。然后，論文分析了幾種常用的窄帶干擾抑制、載波同步及PN碼同步算法，結(jié)合實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了一種零中頻DSSS解調(diào)解擴(kuò)方案。給出了抗窄帶干擾、PN碼捕獲及跟蹤以及載波同步的算法分析，采用了基于數(shù)字外差調(diào)制的自適應(yīng)陷波器來進(jìn)行前端窄帶干擾抑制處理，用基于自適應(yīng)門限技術(shù)的滑動(dòng)相關(guān)捕獲和分時(shí)復(fù)用單相關(guān)器跟蹤來改善PN碼同步的性能，用基于硬判決的COSTAS(科斯塔斯)環(huán)來減少載波提取的算法復(fù)雜度，用改進(jìn)型CORDIC算法實(shí)現(xiàn)NCO來方便的進(jìn)行擴(kuò)展。接著，論文給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和發(fā)送及接受子系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)分析以及在Quartus Ⅱ5.0上的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，給出了仿真結(jié)果。然后論文介紹了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和它在真實(shí)系統(tǒng)中連機(jī)調(diào)試所得到的測試結(jié)果，結(jié)果表明該系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定，靈活性好，生產(chǎn)調(diào)試容易，體積小，便于升級(jí)等特點(diǎn)并且達(dá)到課題各項(xiàng)指標(biāo)的要求。最后是對論文工作的一些總結(jié)和對今后工作的展望。

標(biāo)簽： FPGA 調(diào)制解調(diào)器

上傳時(shí)間： 2013-05-23

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基于DSP和FPGA的數(shù)字化開關(guān)電源

文章開篇提出了開發(fā)背景。認(rèn)為現(xiàn)在所廣泛應(yīng)用的開關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)的分立元件組成的。它的特點(diǎn)是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低，對不同的客戶要求來“量身定做”不同的產(chǎn)品，同時(shí)幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這種傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時(shí)代的發(fā)展步伐。隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化，開關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化，使開關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動(dòng)作狀態(tài)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測成為了可能，同時(shí)由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應(yīng)對不同客戶的需求，這就降低了開發(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號(hào)處理新技術(shù)，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。在數(shù)字化領(lǐng)域的今天，最后一個(gè)沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來，數(shù)字電源的研究勢頭與日俱增，成果也越來越多。雖然目前中國制造的開關(guān)電源占了世界市場的80％以上，但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場上幾乎沒有我們份額。本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案，即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對系統(tǒng)方案和電路進(jìn)行了較為具體的設(shè)計(jì)，并通過測試取得了預(yù)期結(jié)果。測試證明該方案能夠適合本行業(yè)時(shí)代發(fā)展的步伐，使系統(tǒng)電路更簡單，精度更高，通用性更強(qiáng)。同時(shí)該方案也可用于相關(guān)領(lǐng)域。本文首先分析了國內(nèi)外開關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀，以及研究數(shù)字化開關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開關(guān)電源的總體設(shè)計(jì)框圖和實(shí)現(xiàn)方案，并與傳統(tǒng)的開關(guān)電源做了較為詳細(xì)的比較。本論文的設(shè)計(jì)方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來做數(shù)字化PID調(diào)節(jié)，通過數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來控制斬波器，控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器，使電路更簡單，精度更高，通用性更強(qiáng)。傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源是將電流電壓反饋信號(hào)做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成，采用專用脈寬調(diào)制芯片實(shí)現(xiàn)PWM控制。電流反饋信號(hào)來自主回路的電流取樣，電壓反饋信號(hào)來自主回路的電壓采樣。再將這兩個(gè)信號(hào)分別送至電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端，用來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)用來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過流過壓保護(hù)、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號(hào)則由單片機(jī)或電位器提供。再次，文章對各個(gè)模塊從理論和實(shí)際的上都做了仔細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，并給出了具體的電路圖，同時(shí)寫出了軟件流程圖以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的地方。整個(gè)系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運(yùn)算、環(huán)境開關(guān)量檢測、環(huán)境開關(guān)量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號(hào)采集、負(fù)載電壓信號(hào)采集、負(fù)載電流信號(hào)采集、以及對信號(hào)的一階數(shù)字低通濾波。由于整個(gè)系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求采樣速率相當(dāng)高。本系統(tǒng)采用FPGA來控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問題，減輕了DSP的負(fù)擔(dān)。DSP可以將讀到的ADC信號(hào)做PID調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生PWM波來控制逆變橋的開關(guān)速率，從而達(dá)到閉環(huán)控制的目的。最后，對數(shù)字化開關(guān)電源和模擬開關(guān)電源做了對比測試，得出了預(yù)期結(jié)論。同時(shí)也提出了一些需要改進(jìn)的地方，認(rèn)為該方案在其他相關(guān)行業(yè)中可以廣泛地應(yīng)用。模擬控制電路因?yàn)槭褂迷S多零件而需要很大空間，這些零件的參數(shù)值還會(huì)隨著使用時(shí)間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動(dòng)并對系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負(fù)面影響。數(shù)字電源則剛好相反，同時(shí)數(shù)字控制還能讓硬件頻繁重復(fù)使用、加快上市時(shí)間以及減少開發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)前對產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。能夠滿足較高精度的設(shè)計(jì)要求。但對于高精度數(shù)字化電源，系統(tǒng)還有值得改進(jìn)的地方，比如改進(jìn)主控器，提高參考電壓的精度，提高采樣器件的精度等，都可以提高系統(tǒng)的精度。本系統(tǒng)涉及電子、通信和測控等技術(shù)領(lǐng)域，將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合了起來。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案不僅可以用在電源控制器上，只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。

標(biāo)簽： FPGA DSP 數(shù)字化開關(guān)電源

上傳時(shí)間： 2013-06-21

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