車載充電PWM軟開關(guān)DC_DC變換器研究綜述_李紅梅
上傳時間： 2022-01-25
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高頻化、高功率密度和高效率，是DC/DC變換器的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的硬開關(guān)變換器限制了開關(guān)頻率和功率密度的提高。移相全橋 PWM ZVS DC/DC變換器可以實(shí)現(xiàn)主開關(guān)管的wV5s，但滯后橋臂實(shí)現(xiàn)zwS的負(fù)載范圍較小：整流二極管存在反向恢復(fù)問題不利于效率的提高：輸入電壓較高時，變換器效率較低，不適合輸入電壓高和有掉電維持時間限制的高性能開關(guān)電源。LLC串聯(lián)諧振Dc/DC變換器是直流變換器研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，可以較好的解決移相全橋 PWM ZVS DC/DC變換器存在的缺點(diǎn)。但該變換器工作過程較為復(fù)雜，難于設(shè)計和控制，目前尚處于研究階段。本文以LLC串聯(lián)諧振全橋DC/DC變換器作為研究內(nèi)容。以下是本文的主要研究工作：對LLC串聯(lián)諧振全橋DC/DC變換器的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)研究，利用基頻分量近似法建立了變換器的數(shù)學(xué)模型，確定了主開關(guān)管實(shí)現(xiàn)Zs的條件，推導(dǎo)了邊界負(fù)載條件和邊界頻率，確定了變換器的穩(wěn)態(tài)工作區(qū)域，推導(dǎo)了輸入，輸出電壓和開關(guān)頻率以及負(fù)載的關(guān)系。仿真結(jié)果證明了理論分析的正確性采用擴(kuò)展描述函數(shù)法建立了變換器在開關(guān)頻率變化時的小信號模型，在小信號模型的基礎(chǔ)上分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，根據(jù)動態(tài)性能的要求設(shè)計了控制器。仿真結(jié)果證明了理論分析的正確性討論了一臺500w實(shí)驗樣機(jī)的主電路和控制電路設(shè)計問題，給出了設(shè)計步驟，可以給實(shí)際裝置的設(shè)計提供參考。最后給出了實(shí)驗波形和實(shí)驗數(shù)據(jù)。實(shí)驗結(jié)果驗證了理論分析的正確性
標(biāo)簽： llc
上傳時間： 2022-04-04
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關(guān)于軟開關(guān)技術(shù)雙向全橋dc/dc變換器研究
標(biāo)簽： 軟開關(guān)技術(shù) dcdc變換器
上傳時間： 2022-07-21
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逆變器廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個方面，數(shù)字控制具有方便實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法、抗干擾性強(qiáng)和產(chǎn)品容易升級等優(yōu)點(diǎn)，已成為未來逆變器的發(fā)展趨勢。使用數(shù)字技術(shù)控制設(shè)計逆變器，控制器的性能決定了逆變系統(tǒng)系統(tǒng)的性能。然而在很多高頻應(yīng)用的場合，目前常用的控制器的速度往往不能完全達(dá)到要求。與傳統(tǒng)單片機(jī)和DSP芯片相比，F(xiàn)PGA器件具有更高的處理速度。同時FPGA應(yīng)用在數(shù)字化逆變器設(shè)計中，還可以大大簡化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并可實(shí)現(xiàn)多種高速算法，具有較高的性價比。在逆變器的全數(shù)字化控制領(lǐng)域，F(xiàn)PGA具有很好的應(yīng)用價值。 論文首先介紹了SPWM基本原理及其控制方式，SPWM的生成方法，并結(jié)合本課題給出了查表法生成SPWM波的一般方法，且以單相全橋逆變器為例進(jìn)行了仿真。分析其的電路特點(diǎn)，建立PWM逆變器的統(tǒng)一電路模型、連續(xù)狀態(tài)空間以及離散狀態(tài)空間模型，在此數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，針對逆變器研究分析了目前用于逆變器設(shè)計的各種數(shù)字控制技術(shù)、控制方案，討論了其控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)，相關(guān)控制器設(shè)計的一般問題，最后比較了其優(yōu)缺點(diǎn)，指出其存在的共性問題，總結(jié)了使用FPGA設(shè)計逆變器數(shù)字控制器的優(yōu)勢。然后以單相電壓型PWM逆變器為控制模型采用新型模數(shù)結(jié)合現(xiàn)場可編程門陣列FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制器的方案，給出了純正正弦波逆變器的設(shè)計方案。 論文詳細(xì)論述了采用模數(shù)混合型FPGA作為主控芯片的高頻逆變器設(shè)計方法與實(shí)現(xiàn)過程。系統(tǒng)主控芯片采用Fusion系列AFS600，世界上首個模數(shù)混合型FPGA。主要設(shè)計要點(diǎn)包括：逆變器硬件電路設(shè)計以及SPWM數(shù)字控制系統(tǒng)軟件設(shè)計。外圍強(qiáng)電電路的設(shè)計的難點(diǎn)在于用于前端升壓的高頻變壓器的設(shè)計以及輸出端LC濾波電感與電容的選取。另外，SPWM“H”字全橋逆變電路中的高懸浮電壓也是設(shè)計中需要值得注意的重要環(huán)節(jié)。在控制系統(tǒng)軟件設(shè)計方面，采用FPGA自上而下的設(shè)計方法，對其控制系統(tǒng)進(jìn)行了功能劃分，完成了SPWM產(chǎn)生器以及加入死區(qū)補(bǔ)償?shù)腜WM發(fā)生器、和反饋等模塊的設(shè)計。 論文的結(jié)束部分給出了設(shè)計結(jié)果，并指出了進(jìn)一步的工作的思路和方向。
標(biāo)簽： 逆變器 數(shù)字控制 技術(shù)研究
上傳時間： 2013-05-19
上傳用戶：小碼農(nóng)lz
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，模塊化程度低、缺乏靈活性、設(shè)計復(fù)雜、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等因素日益成為制約其發(fā)展的瓶頸。而電力電子結(jié)構(gòu)塊（PEBB）正是為解決以上問題而提出的方法。因此研究利用PEBB來組建功率變換器具有一定的優(yōu)勢和重要的意義。 本文將電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域先進(jìn)的、成熟的集成相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用于電力電子系統(tǒng)集成中，對電力電子系統(tǒng)集成中的操作系統(tǒng)、分布式控制技術(shù)和通信技術(shù)進(jìn)行了研究。 將電力電子系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)劃分，分為PEBB功率部分和通用控制部分。對于功率部分，采用分立元件設(shè)計了一個半橋PEBB，包括主電路、保護(hù)電路、驅(qū)動電路、吸收電路和濾波電路等。在分析和對比了各種通信接口后選擇具有“即插即用”功能的通用串行接口（USB）做為PEBB的數(shù)字通信接口。對于通用控制部分，選用具有高性價比的ARM7芯片S3C44B0X做為核心處理單元，輔以相應(yīng)的外圍電路。采用USB主機(jī)控制芯片使其具有類似USB主機(jī)的功能，實(shí)現(xiàn)與PEBB的通信和方便“即插即用”的管理。在軟件設(shè)計上引入實(shí)時操作系統(tǒng)UC/OS-Ⅱ，采用多任務(wù)系統(tǒng)的形式，滿足電力電子操作系統(tǒng)實(shí)時性的要求。然后，用兩個半橋PEBB和一個通用控制器組成了一個單相全橋電壓逆變器，分析和解決PEBB之間的同步等問題。最后給出并分析了實(shí)驗結(jié)果。 通過上述工作，驗證了PEBB對解決當(dāng)前電力電子技術(shù)系統(tǒng)集成問題的可行性，為后續(xù)研究打下基礎(chǔ)。
上傳時間： 2013-07-12
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本文介紹了通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器研究的背景意義和目前國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀，并詳細(xì)敘述了所選方案的設(shè)計過程。本協(xié)議轉(zhuǎn)換器的豐控制芯片采用了基于ARM7內(nèi)核的32位微控制芯片LPC2212，提供了高速穩(wěn)定的硬件平臺。操作系統(tǒng)采用實(shí)時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，工作穩(wěn)定，實(shí)時性強(qiáng)，移植方便。 本文的豐要內(nèi)容如下：整體的設(shè)計思路，結(jié)構(gòu)組成；系統(tǒng)硬件的設(shè)計，豐要包括網(wǎng)絡(luò)接口電路，USB接口電路，以及串口擴(kuò)展電路；TCP/IP協(xié)議，豐要包括TCP協(xié)議，IP協(xié)議，ARP協(xié)議等；USB協(xié)議，豐要包括USB設(shè)備構(gòu)架，USB數(shù)據(jù)流模型；串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)和 USB 數(shù)據(jù)以及太網(wǎng)數(shù)據(jù)和 USB 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串口數(shù)據(jù)；嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，豐要包括信號量，消息郵箱，消息隊列等；操作系統(tǒng)的移植，豐要包括與處理器相關(guān)的文件的改寫。整個系統(tǒng)的硬件和底層軟件部分已經(jīng)完成，經(jīng)串口調(diào)試軟件、USB總線監(jiān)測軟件以及以太網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測軟件進(jìn)行實(shí)際的收發(fā)數(shù)據(jù)實(shí)驗，驗證了方案的合理性。 在USB和以太網(wǎng)驅(qū)動程序的編寫中，查閱了大量的相關(guān)資料。對于USB協(xié)議，重點(diǎn)分析了USB協(xié)議的架構(gòu)和數(shù)據(jù)流模型。對于TCP/IP協(xié)議，仔細(xì)分析了其封裝和分用，分析了TCP協(xié)議、IP協(xié)議、ARP協(xié)議的原理及程序的實(shí)現(xiàn)。對于操作系統(tǒng)的移植，給出了具體的實(shí)現(xiàn)步驟，并給出了豐要的代碼。
標(biāo)簽： ARM 環(huán)境 通訊協(xié)議 轉(zhuǎn)換器
上傳時間： 2013-06-10
上傳用戶：f1364628965
本課題對DQPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)的FPGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了比較全面的研究，利用DQPSK調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了碼速200Kbps的調(diào)制器。調(diào)制載頻3.2MHz、帶寬180KHz、帶外抑制大于45dB，調(diào)制器設(shè)計達(dá)到預(yù)定要求。解調(diào)器硬件完成，軟件未全部實(shí)現(xiàn)，但完成了CIC濾波器、載波跟蹤環(huán)、位定時同步、并串轉(zhuǎn)換等幾個關(guān)鍵模塊的設(shè)計。對解調(diào)器做了實(shí)驗測試，驗證了相關(guān)模塊設(shè)計的正確性，解調(diào)器中重要的載波同步功能已能實(shí)現(xiàn)。 在本文中，主要介紹了DQPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)的FPGA實(shí)現(xiàn)。著重對差分編解碼、成形濾波器、Costas載波跟蹤環(huán)以及CIC濾波器進(jìn)行了詳細(xì)敘述，對硬件設(shè)計則做了簡要的說明，給出了主要電路圖和實(shí)物圖。 在重要設(shè)計環(huán)節(jié)上，文中進(jìn)行了比較細(xì)致的Matlab仿真及System View仿真，并給出了相關(guān)分析與說明。最后，采用VHDL 硬件描述語言對系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。文中對位定時同步以及CIC濾波器的可變速設(shè)計做了創(chuàng)新與改進(jìn)。
標(biāo)簽： DQPSK FPGA 調(diào)制解調(diào)器
上傳時間： 2013-05-22
上傳用戶：michael52
在傳統(tǒng)的電力電子電路中，DC/DC變換器通常采用模擬電路實(shí)現(xiàn)電壓或電流的控制。數(shù)字控制與模擬控制相比，有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，數(shù)字控制可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制策略，同時大大提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性，并易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化。但目前數(shù)字控制基本上限于電力傳動領(lǐng)域，DC/DC變換器由于其開關(guān)頻率較高，一般其外圍功能由DSP或微處理器完成，而控制的核心，如PWM發(fā)生等大多采用專用控制芯片實(shí)現(xiàn)。FPGA由于其快速性、靈活性及保密性等優(yōu)點(diǎn)，近年來在數(shù)字控制領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。基于FPGA的DC/DC變換器是電力電子領(lǐng)域重要的研究方向之一。本文研究了同步Buck變換器的建模、設(shè)計及仿真，采用Xinlix的VIRTEX-Ⅱ PRO FPGA開發(fā)板實(shí)現(xiàn)了Buck變換器的全數(shù)字控制。 論文首先從Buck變換器的理論分析入手，根據(jù)它的物理特性，研究了該變換器的狀態(tài)空間平均模型和小信號分析。為了獲得高性能的開關(guān)電源，提出并分析了混雜模型設(shè)計方案，然后進(jìn)行了控制器設(shè)計。并采用MATLAB/SIMULINK建立了同步Buck電路的仿真模型，并進(jìn)行仿真研究。浮點(diǎn)仿真的運(yùn)算精度與溢出問題，影響了仿真的精度。為了克服這些不足，作者采用了定點(diǎn)仿真方法，得到了滿意的仿真結(jié)果。論文還著重論述了開關(guān)電源的數(shù)字控制器部分，數(shù)字控制器一般由三個主要功能模塊組成：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字脈寬調(diào)制器(Digital PulseWidth Modulation：DPWM)和數(shù)字補(bǔ)償器。文中重點(diǎn)研究了DPWM和數(shù)字補(bǔ)償器，闡述了目前高頻數(shù)字控制變換器中存在的主要問題，特別是高頻狀態(tài)下DPWM分辨率較低，影響控制精度，甚至引起極限環(huán)(Limit Cycling)現(xiàn)象，對DPWM分辨率的提高與系統(tǒng)硬件工作頻率之間的矛盾、DPWM分辨率與A/D分辨率之間的關(guān)系等問題作了全面深入的分析。論文提出了一種新的提高DPWM分辨率的方法，該方法在不提高系統(tǒng)硬件頻率的前提下，采用軟件使DPWM的分辨率大大提高。作者還設(shè)計了兩種數(shù)字補(bǔ)償器，并進(jìn)行了分析比較，選擇了合適的補(bǔ)償算法，達(dá)到了改善系統(tǒng)性能的目的。 設(shè)計完成后，作者使用ISE 9.1i軟件進(jìn)行了FPGA實(shí)現(xiàn)的前、后仿真，驗證了所提出理論及控制算法的正確性。作者完成了Buck電路的硬件制作及基于FPGA的軟件設(shè)計，采用32MHz的硬件晶振實(shí)現(xiàn)了11-bit的DPWM分辨率，開關(guān)頻率達(dá)到1MHz，得到了滿意的系統(tǒng)性能，論文最后給出了仿真和實(shí)驗結(jié)果。
標(biāo)簽： FPGA DCDC 高頻 數(shù)字
上傳時間： 2013-07-23
上傳用戶：kristycreasy
本文以Turbo碼編譯碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)，對Turbo碼的編譯碼算法和用硬件語言將其實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深入的研究。 首先，在理論上對Turbo碼的編譯碼原理進(jìn)行了介紹，確定了Max-log-MAF算法的譯碼算法，結(jié)合CCSDS標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)現(xiàn)編碼器時，針對標(biāo)準(zhǔn)中給定的幀長、碼率與交織算法，以及偽隨機(jī)序列模塊與幀同步模塊，提出了相應(yīng)解決方案；而在相應(yīng)的譯碼器設(shè)計中，采用了FPGA設(shè)計中“自上而下”的設(shè)計方法，權(quán)衡硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度與處理時延等因素，優(yōu)先考慮面積因素，提高元件的重復(fù)利用率和降低電路復(fù)雜度，來實(shí)現(xiàn)Turbo碼的Max-log-MAP算法譯碼。把整個系統(tǒng)分割成不同的功能模塊，分別闡述了實(shí)現(xiàn)過程。 然后，基于Verilog HDL 設(shè)計出12位固點(diǎn)數(shù)據(jù)的Turbo編譯碼器以及仿真驗證平臺，與用Matlab語言設(shè)計的相同指標(biāo)的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)譯碼器進(jìn)行性能比較，得到該設(shè)計的功能驗證。 最后，研究了Tuxbo碼譯碼器幾項最新技術(shù)，如滑動窗譯碼，歸一化處理，停止迭代技術(shù)結(jié)合流水線電路設(shè)計，將改進(jìn)后的譯碼器與先前設(shè)計的譯碼器分別在ISE開發(fā)環(huán)境中針對目標(biāo)器件xilinx Virtex-Ⅱ500進(jìn)行電路綜合，證實(shí)了這些改進(jìn)技術(shù)能有效地提高譯碼器的吞吐量，減少譯碼時延和存儲器面積從而降低功耗。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：haohaoxuexi
本文從工程設(shè)計和應(yīng)用出發(fā),根據(jù)某機(jī)載設(shè)備直接序列擴(kuò)頻(DS-SS)接收機(jī)聲表面波可編程抽頭延遲線(SAW.P.TDL)中頻相關(guān)解擴(kuò)電路的指標(biāo)要求,提出了基于FPGA器件的中頻數(shù)字相關(guān)解擴(kuò)器的替代設(shè)計方案,通過理論分析、軟件仿真、數(shù)學(xué)計算、電路設(shè)計等方法和手段,研制出了滿足使用環(huán)境要求的工程化的中頻數(shù)字相關(guān)器,經(jīng)過主要性能參數(shù)的測試和環(huán)境溫度驗證試驗,并在整機(jī)上進(jìn)行了試驗和試用,結(jié)果表明電路性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計要求。對工程應(yīng)用中的部分問題進(jìn)行了初步研究和分析,其中較詳細(xì)地分析了SAW卷積器、SAW.P.TDL以及中頻數(shù)字相關(guān)器在BPSK直擴(kuò)信號相關(guān)解擴(kuò)時的頻率響應(yīng)特性。 論文的主要工作在于： (1)根據(jù)某機(jī)載設(shè)備擴(kuò)頻接收機(jī)基于SAW.P.TDL的中頻解擴(kuò)電路要求,進(jìn)行理論分析、電路設(shè)計、軟件編程,研制基于FPGA器件的中頻數(shù)字相關(guān)器,要求可在擴(kuò)頻接收機(jī)中原位替代原SAW相關(guān)解擴(kuò)電路； (2)對中頻數(shù)字相關(guān)器的主要性能參數(shù)進(jìn)行測試,進(jìn)行了必要的高低溫等環(huán)境試驗,確定電路是否達(dá)到設(shè)計指標(biāo)和是否滿足高低溫等環(huán)境條件要求； (3)將基于FPGA的中頻數(shù)字相關(guān)器裝入擴(kuò)頻接收機(jī),與原SAW.P.TDL中頻解擴(kuò)電路置換,確定與接收機(jī)的電磁兼容性、與中放電路的匹配和適應(yīng)性,測試整個擴(kuò)頻接收機(jī)的靈敏度、動態(tài)范圍、解碼概率等指標(biāo)是否滿足接收機(jī)模塊技術(shù)規(guī)范要求； (4)將改進(jìn)后的擴(kuò)頻接收機(jī)裝入某機(jī)載設(shè)備,測試與接收機(jī)相關(guān)的性能參數(shù),整機(jī)進(jìn)行高低溫等主要環(huán)境試驗,確定電路變化后的整機(jī)設(shè)備各項指標(biāo)是否滿足其技術(shù)規(guī)范要求； (5)通過對基于FPGA的中頻數(shù)字相關(guān)器與SAW.P.TDL的主要性能參數(shù)進(jìn)行對比測試和分析,特別是電路對頻率偏移響應(yīng)特性的對比分析,從而得出初步的結(jié)論。
標(biāo)簽： 中頻 數(shù)字 工程實(shí)現(xiàn)
上傳時間： 2013-06-22
上傳用戶：徐孺
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