變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它的運(yùn)行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。一個(gè)變電站運(yùn)行情況的優(yōu)劣，在很大程度上取決于其二次設(shè)備的工作性能。現(xiàn)在的變電站有三種運(yùn)行模式：一種是常規(guī)變電站，一種是部分實(shí)現(xiàn)微機(jī)管理、具有一定自動(dòng)化水平的變電站，再有一種是實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班、全面微機(jī)化的綜合自動(dòng)化變電站。在常規(guī)變電站中，其繼電保護(hù)、中央信號(hào)系統(tǒng)、變送器、遠(yuǎn)動(dòng)及故障錄波裝置等所有二次設(shè)備都是采用傳統(tǒng)的分立式設(shè)備，而且站內(nèi)配備大量控制、保護(hù)、記錄用屏盤(pán)。使裝備設(shè)置復(fù)雜，占地面積大，日常維護(hù)管理工作繁重。這種常規(guī)變電站的一個(gè)致命弱點(diǎn)是不具備自診斷能力，對(duì)二次系統(tǒng)本身的故障無(wú)法監(jiān)測(cè)。因此，這種常規(guī)變電站已逐漸被淘汰。 要提高變電站運(yùn)行的可靠性及經(jīng)濟(jì)性，一個(gè)最有效的方法就是提高變電站運(yùn)行管理的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)變電站的綜合自動(dòng)化，以微機(jī)化的新型二次設(shè)備取代傳統(tǒng)使用的分立式設(shè)備。開(kāi)發(fā)集保護(hù)、控制、監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)動(dòng)等功能為一體的新型設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備共享、信息資源共享，使變電站設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷、布局緊湊，運(yùn)行更加可靠安全。 隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，原來(lái)越多的新技術(shù)和新產(chǎn)品應(yīng)用到變電站的二次設(shè)備中去，使變電站的二次設(shè)備得到不斷的更新?lián)Q代。該項(xiàng)研究把一種新型的低壓電能量測(cè)量芯片與高性能的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)結(jié)合起來(lái)，利用DSP體積小、功能強(qiáng)、功耗低、速度快、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出新型的變電站線路測(cè)控單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓線路的測(cè)量、監(jiān)視和控制，這種新型的二次設(shè)備比傳統(tǒng)的二次設(shè)備具有更高的精度和更快的相應(yīng)速度。 與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)理論和技術(shù)的發(fā)展，也使變電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，由原來(lái)的集中控制型逐步過(guò)渡到功能分散、模塊化的分散網(wǎng)絡(luò)型，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線，使主控室和現(xiàn)場(chǎng)之間的聯(lián)系變成了串行通信聯(lián)系，從而提高的系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。CAN總線應(yīng)用于變電站的監(jiān)控系統(tǒng)中，組成變電站的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力和容錯(cuò)能力。 該文就以上的兩個(gè)方面進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括：一是在簡(jiǎn)單介紹新型電能測(cè)量芯片和DSP的基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)變電站測(cè)控單元的設(shè)計(jì)方案，并從從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，主要部分是對(duì)測(cè)量模塊的設(shè)計(jì)；二是系統(tǒng)的通信接口模塊設(shè)計(jì)，從硬件和軟件方面詳細(xì)的介紹了通信模塊的三種不同的通信接口的設(shè)計(jì)，分別是RS-232串行通信、RS-485總線通信、CAN總線通信；三是在分析現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展歷史，指出了現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)控系統(tǒng)的優(yōu)越性；四是設(shè)計(jì)出的測(cè)控系統(tǒng)單元的基礎(chǔ)上，利用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)建變電站的綜合監(jiān)控系統(tǒng)。 該文提出的方案、技術(shù)以及結(jié)論對(duì)于變電站監(jiān)控系統(tǒng)和自綜合動(dòng)化系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)都具有實(shí)際的參考意義。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展和推廣應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)仿真對(duì)電力電子電路進(jìn)行分析和研究得到了日益廣泛的重視。盡管目前一些仿真軟件都有比較強(qiáng)大的功能，可以利用它們來(lái)完成某些電力電子裝置的某些分析工作，但是由于器件模型的限制和電力電子裝置負(fù)載的復(fù)雜性，使得這些軟件并不能完成對(duì)于電力電子裝置所要進(jìn)行的所有分析要求，特別是當(dāng)其被用于電力電子裝置故障運(yùn)行的仿真。針對(duì)上述問(wèn)題，本論文在研究器件建模方法和裝置仿真方法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了一個(gè)可專門(mén)用于電力電子裝置仿真分析的程序。 本課題首先對(duì)于各種電力電子器件進(jìn)行建模。在對(duì)各種元器件特性深入研究的基礎(chǔ)上利用已知的電路原理和建模方法，抓住各具體電力電子器件的主要特征，建立其電路及邏輯仿真模型。由于本論文中研究的是電力電子裝置作為一個(gè)整體的特性，所以在對(duì)器件電路模型的建模過(guò)程采用高層次的電路模型，即理想開(kāi)關(guān)模型和雙極性電阻模型。器件的邏輯模型則是通過(guò)皮特里網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)仿真的目的可建立不同精細(xì)程度的邏輯模型。因?yàn)槠骷壿嬆Ｐ偷慕＿^(guò)程中采取的逐步細(xì)化的原則與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中自頂而下，逐步求精的思想不謀而合，所以在仿真程序中采用C++語(yǔ)言對(duì)所建立的器件模型進(jìn)行描述。 針對(duì)電力電子裝置的非線性，病態(tài)特性和其負(fù)載的復(fù)雜性，使用階段仿真的思想進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。確定了仿真程序的總體結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了程序的模塊化設(shè)計(jì)。利用通用的狀態(tài)變化檢測(cè)模塊和兼容性檢測(cè)模塊在程序中確定電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的精確時(shí)刻，它們獨(dú)立于具體的電路結(jié)構(gòu)。狀態(tài)方程模塊和輸出方程模塊雖然與具體的電路結(jié)構(gòu)相關(guān)，但是亦可將其設(shè)計(jì)為模塊的形式，針對(duì)不同的電路結(jié)構(gòu)僅需改變模塊中對(duì)于狀態(tài)方程和輸出方程的描述。鑒于數(shù)值計(jì)算方法對(duì)于仿真結(jié)果的重要性，本論文中討論了幾種數(shù)值積分方法的特點(diǎn)及適用范圍，并在程序用編寫(xiě)了幾種常用的算法，以供用戶選擇。通過(guò)對(duì)于瓦格納斬波器、三相全控整流橋和三相半控整流橋的仿真驗(yàn)證仿真程序的正確性和實(shí)用性。
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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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(lái)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(duì)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(kāi)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(guó)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(lái)進(jìn)行前端窄帶干擾抑制處理，用基于自適應(yīng)門(mén)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(lái)改善PN碼同步的性能，用基于硬判決的COSTAS(科斯塔斯)環(huán)來(lái)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(lái)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(cè)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(duì)論文工作的一些總結(jié)和對(duì)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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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(lái)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(duì)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(kāi)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(guó)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(lái)進(jìn)行前端窄帶干擾抑制處理，用基于自適應(yīng)門(mén)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(lái)改善PN碼同步的性能，用基于硬判決的COSTAS(科斯塔斯)環(huán)來(lái)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(lái)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(cè)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(duì)論文工作的一些總結(jié)和對(duì)今后工作的展望。
標(biāo)簽： FPGA 調(diào)制解調(diào)器
上傳時(shí)間： 2013-07-04
上傳用戶：yd19890720
今天，電視機(jī)與視訊轉(zhuǎn)換盒應(yīng)用中的大多數(shù)調(diào)諧器采用的都是傳統(tǒng)單變換MOPLL概念。這種調(diào)諧器既能處理模擬電視訊號(hào)也能處理數(shù)字電視訊號(hào)，或是同時(shí)處理這兩種電視訊號(hào)(即所謂的混合調(diào)諧器)。在設(shè)計(jì)這種調(diào)諧器時(shí)需考慮的關(guān)鍵因素包括低成本、低功耗、小尺寸以及對(duì)外部組件的選擇。本文將介紹如何用英飛凌的MOPLL調(diào)諧芯片TUA6039-2或其影像版TUA6037實(shí)現(xiàn)超低成本調(diào)諧器參考設(shè)計(jì)。這種單芯片ULC調(diào)諧器整合了射頻和中頻電路，可工作在5V或3.3V，功耗可降低34%。設(shè)計(jì)采用一塊單層PCB，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)成本，同時(shí)能處理DVB-T/PAL/SECAM、ISDB-T/NTSC和ATSC/NTSC等混合訊號(hào)，可支持幾乎全球所有地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。圖1為采用TUA6039-2/TUA6037設(shè)計(jì)單變換調(diào)諧器架構(gòu)圖。該調(diào)諧器實(shí)際上不僅是一個(gè)射頻調(diào)諧器，也是一個(gè)half NIM，因?yàn)樗酥蓄l模塊。射頻輸入訊號(hào)透過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的高通濾波器加上中頻與民間頻段(CB)陷波器的組合電路進(jìn)行分離。該設(shè)計(jì)沒(méi)有采用PIN二極管進(jìn)行頻段切換，而是采用一個(gè)非常簡(jiǎn)單的三工電路進(jìn)行頻段切換。天線阻抗透過(guò)高感抗耦合電路變換至已調(diào)諧的輸入電路。然后透過(guò)英飛凌的高增益半偏置MOSFET BF5030W對(duì)預(yù)選訊號(hào)進(jìn)行放大。BG5120K雙MOSFET可以用于兩個(gè)VHF頻段。在接下來(lái)的調(diào)諧后帶通濾波器電路中，則進(jìn)行信道選擇和鄰道與影像頻率等多余訊號(hào)的抑制。前級(jí)追蹤陷波器和帶通濾波器的容性影像頻率補(bǔ)償電路就是專門(mén)用來(lái)抑制影像頻率。
上傳時(shí)間： 2013-11-19
上傳用戶：ryb
鋁合金壓鑄成型外殼單向通電獨(dú)立供給衛(wèi)生集波器，干線不需供電。防止線短路，導(dǎo)致接收機(jī)損毀。
上傳時(shí)間： 2013-10-13
上傳用戶：yyxy
今天，電視機(jī)與視訊轉(zhuǎn)換盒應(yīng)用中的大多數(shù)調(diào)諧器采用的都是傳統(tǒng)單變換MOPLL概念。這種調(diào)諧器既能處理模擬電視訊號(hào)也能處理數(shù)字電視訊號(hào)，或是同時(shí)處理這兩種電視訊號(hào)(即所謂的混合調(diào)諧器)。在設(shè)計(jì)這種調(diào)諧器時(shí)需考慮的關(guān)鍵因素包括低成本、低功耗、小尺寸以及對(duì)外部組件的選擇。本文將介紹如何用英飛凌的MOPLL調(diào)諧芯片TUA6039-2或其影像版TUA6037實(shí)現(xiàn)超低成本調(diào)諧器參考設(shè)計(jì)。這種單芯片ULC調(diào)諧器整合了射頻和中頻電路，可工作在5V或3.3V，功耗可降低34%。設(shè)計(jì)采用一塊單層PCB，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)成本，同時(shí)能處理DVB-T/PAL/SECAM、ISDB-T/NTSC和ATSC/NTSC等混合訊號(hào)，可支持幾乎全球所有地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。圖1為采用TUA6039-2/TUA6037設(shè)計(jì)單變換調(diào)諧器架構(gòu)圖。該調(diào)諧器實(shí)際上不僅是一個(gè)射頻調(diào)諧器，也是一個(gè)half NIM，因?yàn)樗酥蓄l模塊。射頻輸入訊號(hào)透過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的高通濾波器加上中頻與民間頻段(CB)陷波器的組合電路進(jìn)行分離。該設(shè)計(jì)沒(méi)有采用PIN二極管進(jìn)行頻段切換，而是采用一個(gè)非常簡(jiǎn)單的三工電路進(jìn)行頻段切換。天線阻抗透過(guò)高感抗耦合電路變換至已調(diào)諧的輸入電路。然后透過(guò)英飛凌的高增益半偏置MOSFET BF5030W對(duì)預(yù)選訊號(hào)進(jìn)行放大。BG5120K雙MOSFET可以用于兩個(gè)VHF頻段。在接下來(lái)的調(diào)諧后帶通濾波器電路中，則進(jìn)行信道選擇和鄰道與影像頻率等多余訊號(hào)的抑制。前級(jí)追蹤陷波器和帶通濾波器的容性影像頻率補(bǔ)償電路就是專門(mén)用來(lái)抑制影像頻率。
上傳時(shí)間： 2013-11-21
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單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的雙陷波數(shù)字濾波器及其應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)雙陷波器的設(shè)計(jì)
標(biāo)簽： 單片機(jī) 雙陷波 數(shù)字濾波器
上傳時(shí)間： 2014-01-09
上傳用戶：dbs012280
本文以感應(yīng)加熱電源為研究對(duì)象，闡述了感應(yīng)加熱電源的基本原理及其發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)感應(yīng)加熱電源常用的兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)--電流型逆變器和電壓型逆變器做了比較分析，并分析了感應(yīng)加熱電源的各種調(diào)功方式。在對(duì)比幾種功率調(diào)節(jié)方式的基礎(chǔ)上，得出在整流側(cè)調(diào)功有利于高頻感應(yīng)加熱電源頻率和功率的提高的結(jié)論，選擇了不控整流加軟斬波器調(diào)功的感應(yīng)加熱電源作為研究對(duì)象。針對(duì)傳統(tǒng)硬斬波調(diào)功式感應(yīng)加熱電源功率損耗大的缺點(diǎn)，采用軟斬波調(diào)功方式，設(shè)計(jì)了一種零電流開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振變換器ZCS-QRCs(Zero-current-switching-Quasi-resonant)倍頻式串聯(lián)諧振高頻感應(yīng)加熱電源。介紹了該軟斬波調(diào)功器的組成結(jié)構(gòu)及其工作原理，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)的方法研究了該軟斬波器的性能，從而得出該軟斬波器非常適合大功率高頻感應(yīng)加熱電源應(yīng)用場(chǎng)合的結(jié)論。同時(shí)設(shè)計(jì)了功率閉環(huán)控制系統(tǒng)和PI功率調(diào)節(jié)器，將感應(yīng)加熱電源的功率控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為Buck斬波器的電壓控制問(wèn)題。 針對(duì)目前IGBT器件頻率較低的實(shí)際情況，本文提出了一種新的逆變拓?fù)?通過(guò)IGBT的并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)倍頻，從而在保證感應(yīng)加熱電源大功率的前提下提高了其工作頻率，并在分析其工作原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了理論分析的正確性，達(dá)到了預(yù)期的效果。另外，本文還設(shè)計(jì)了數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)，使逆變器始終保持在功率因數(shù)近似為1的狀態(tài)下工作，實(shí)現(xiàn)電源的高效運(yùn)行。最后，分析并設(shè)計(jì)了IGBT的緩沖吸收電路。 本文第五章設(shè)計(jì)了一臺(tái)150kHz、10KW的倍頻式感應(yīng)加熱電源實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，其中斬波器頻率為20kHz，逆變器工作頻率為150kHz(每個(gè)IGBT工作頻率為75kHz)，控制核心采用TI公司的TMS320F2812DSP控制芯片，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該倍頻式感應(yīng)加熱電源實(shí)現(xiàn)了斬波器和逆變器功率器件的軟開(kāi)關(guān)，有效的減小了開(kāi)關(guān)損耗，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，提高了整機(jī)效率。文章給出了整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直流斬波部分控制框圖，逆變控制框圖，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。同時(shí)，給出了關(guān)鍵電路的仿真和實(shí)驗(yàn)波形。 實(shí)驗(yàn)證明，以上分析和電路設(shè)計(jì)都是行之有效的，在實(shí)驗(yàn)中取得很好的效果。
上傳時(shí)間： 2013-05-20
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文章開(kāi)篇提出了開(kāi)發(fā)背景。認(rèn)為現(xiàn)在所廣泛應(yīng)用的開(kāi)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(duì)不同的客戶要求來(lái)“量身定做”不同的產(chǎn)品，同時(shí)幾乎沒(méi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(cè)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(duì)不同客戶的需求，這就降低了開(kāi)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(kāi)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(méi)有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來(lái)，數(shù)字電源的研究勢(shì)頭與日俱增，成果也越來(lái)越多。雖然目前中國(guó)制造的開(kāi)關(guān)電源占了世界市場(chǎng)的80％以上，但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場(chǎng)上幾乎沒(méi)有我們份額。 本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開(kāi)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(duì)系統(tǒng)方案和電路進(jìn)行了較為具體的設(shè)計(jì)，并通過(guò)測(cè)試取得了預(yù)期結(jié)果。測(cè)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(jiǎn)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(guó)內(nèi)外開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀，以及研究數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開(kāi)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(kāi)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(lái)做數(shù)字化PID調(diào)節(jié)，通過(guò)數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來(lái)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(jiǎn)單，精度更高，通用性更強(qiáng)。傳統(tǒng)的模擬開(kāi)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(lái)自主回路的電流取樣，電壓反饋信號(hào)來(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)用來(lái)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過(guò)流過(guò)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(duì)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(xiě)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(kāi)關(guān)量檢測(cè)、環(huán)境開(kāi)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(duì)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(lái)控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問(wèn)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(lái)控制逆變橋的開(kāi)關(guān)速率，從而達(dá)到閉環(huán)控制的目的。 最后，對(duì)數(shù)字化開(kāi)關(guān)電源和模擬開(kāi)關(guān)電源做了對(duì)比測(cè)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(duì)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(kāi)發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)前對(duì)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(kāi)關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來(lái)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(duì)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(cè)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(lái)。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。
上傳時(shí)間： 2013-06-29
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