對供電系統(tǒng)進行適當(dāng)?shù)臒o功補償,可以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓,提高功率因數(shù),提高設(shè)備利用率,減小網(wǎng)絡(luò)有功功率損耗,提高輸電能力,平衡三相功率,為系統(tǒng)提供電壓支撐,提高系統(tǒng)運行安全性。鋼鐵企業(yè)一直就是用電大戶,具有容量大、負荷沖擊大、起制動頻繁、快速性、工作連續(xù)性和自動化程度高等特點,存在功率因數(shù)低、電壓波動等問題。研究鋼鐵企業(yè)的無功補償,對企業(yè)提高供電可靠性,節(jié)能減排,降低損耗,提高用電設(shè)備效率,保證產(chǎn)品質(zhì)量有著非常重要的意義。 本文選用目前工程上應(yīng)用最為廣泛的動態(tài)補償裝置靜止無功功率補償器,即SVC對鋼鐵企業(yè)負荷進行無功補償。考察了軋鋼企業(yè)的負荷特點,對比了各種補償裝置的優(yōu)缺點,在此基礎(chǔ)上提出了FC—TCR型SVC做為鋼鐵企業(yè)的無功補償裝置。 本文根據(jù)特定的現(xiàn)場參數(shù),提出了FC—TCR型SVC裝置的設(shè)計框架,建立了潮流計算和SVC裝置的數(shù)學(xué)模型,給出了含有SVC補償裝置的電力系統(tǒng)潮流計算的計算方法,計算了SVC裝置的FC和TCR各支路參數(shù),對一次設(shè)備進行選型,最后提出了一套完整的SVC系統(tǒng)設(shè)計方案。仿真結(jié)果表明,采用本方案的SVC系統(tǒng)有效提高了供電系統(tǒng)的功率因數(shù),抑制了電壓波動,表明方案設(shè)計中的支路配置,參數(shù)設(shè)置和設(shè)備選型是合理的。 從基于瞬時無功功率理論的補償裝置觸發(fā)角度的算法出發(fā),研究了SVC裝置動態(tài)補償?shù)膶崿F(xiàn)方法。本文還提出了動態(tài)補償SVC監(jiān)控系統(tǒng)和晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)。 為了驗證SVC系統(tǒng)設(shè)計的合理性,搭建了SVC的模擬試驗平臺,對一次系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng),光電觸發(fā)系統(tǒng)進行了聯(lián)合調(diào)試,調(diào)試結(jié)果達到了設(shè)計預(yù)期目標。
上傳時間: 2013-06-23
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隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展,基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的交流電機矢量控制系統(tǒng)以其優(yōu)良的性能受到了廣泛應(yīng)用。采用SVPWM逆變器的異步電動機矢量控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速參考值變化或者負載轉(zhuǎn)矩參考值變化的動態(tài)情況下,參考電壓矢量可能會超出基本空間矢量構(gòu)成的正六邊形,此時便出現(xiàn)動態(tài)過調(diào)制,需要用過調(diào)制策略將超出的電壓矢量重新限定在正六邊形邊界內(nèi)。不同的過調(diào)制策略會給整個系統(tǒng)帶來不同的動態(tài)性能,本文在對過調(diào)制策略進行完善的基礎(chǔ)上,針對三種過調(diào)制策略對交流電動機動態(tài)性能的影響進行了研究,并對其機理進行了理論分析與探討。 @@ 本文首先以三相異步電動機在兩相靜止坐標系下的動態(tài)方程為基礎(chǔ),按照轉(zhuǎn)子磁鏈定向,設(shè)計了轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器,完成了勵磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的解耦,并構(gòu)建了基于SVPWM的異步電動機矢量控制系統(tǒng)的MATLAB仿真模型。在矢量控制中,電流控制對系統(tǒng)性能具有重要影響。為了改善系統(tǒng)性能,所設(shè)計的矢量控制系統(tǒng)采用了同步電流控制,并對反電勢進行了前饋補償。 @@ 在分析了現(xiàn)有的三種過調(diào)制策略之后,對過調(diào)制策略進行了完善,并構(gòu)建了異步電動機矢量控制系統(tǒng)的過調(diào)制仿真模型。過調(diào)制中,當(dāng)原參考電壓矢量位于正六邊形中任意兩個扇區(qū)交界附近時,過調(diào)制策略2和3所得到的新電壓矢量仍會超出正六邊形邊界,過調(diào)制算法不再適用于此區(qū)域。針對以上不足,本文對過調(diào)制策略2和3進行了完善,使過調(diào)制算法適用于所有區(qū)域。采用完善后的過調(diào)制策略對轉(zhuǎn)速參考值變化和負載轉(zhuǎn)矩參考值變化的異步電動機矢量控制系統(tǒng)進行仿真,發(fā)現(xiàn)在加速與加載的條件下,過調(diào)制策略2的動態(tài)性能好于過調(diào)制策略1,而過調(diào)制策略3的動態(tài)性能最佳,具有最小的動態(tài)響應(yīng)時間,暫態(tài)性能優(yōu)良;在減載的條件下,過調(diào)制策略1和2能夠很快的進入穩(wěn)定狀態(tài),但是過調(diào)制策略3卻出現(xiàn)問題,動態(tài)響應(yīng)時間很長,說明此策略具有一定的局限性。 @@ 本文深入探討了三種過調(diào)制策略導(dǎo)致不同動態(tài)性能的內(nèi)在機理,通過對三種過調(diào)制策略中電壓矢量的幅值和相位進行分析,理論上解釋了出現(xiàn)不同動態(tài)響應(yīng)時間的原因。出現(xiàn)過調(diào)制時,過調(diào)制策略2中新電壓矢量的幅值總是大于過調(diào)制策略1中新電壓矢量的幅值,所以動態(tài)性能更好。在加速和加 載條件下,過調(diào)制策略3中新電壓矢量的相位總是超前于過調(diào)制策略1和2中新電壓矢量的相位,因此可以獲得更快的動態(tài)響應(yīng),暫態(tài)性能更佳。但是在減載條件下,過調(diào)制策略3中新電壓矢量與原電壓矢量間的相位關(guān)系處于無規(guī)律的超前滯后狀態(tài),導(dǎo)致過調(diào)制策略3出現(xiàn)問題,動態(tài)響應(yīng)時間很長,說明此過調(diào)制策略有其不足之處,有待于改進。@@關(guān)鍵詞:SVPWM;矢量控制;過調(diào)制;動態(tài)性能
上傳時間: 2013-06-27
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在電力系統(tǒng)容量日益擴大和電網(wǎng)電壓運行等級不斷提高的潮流下,傳統(tǒng)電磁式互感器在運行中暴露出越來越多的弊端,難以滿足電力系統(tǒng)向自動化、標準化和數(shù)字化的發(fā)展需求,電子式互感器取代傳統(tǒng)電磁式互感器已經(jīng)成為一種必然的趨勢,并成為人們研究的熱點。本文圍繞電子式電流互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行了研究與設(shè)計。 Rogowski線圈是電流傳感元件,本文總紿了Rogowski線圈的基本原理,其中包括線圈的等效電路和相量圖,線圈的電磁參數(shù)計算。在理論研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際設(shè)計一款高精度PCBRogowski線圈。電容分壓器是電壓傳感元件,文章中介紹了傳感器的原理、傳感器的模型結(jié)構(gòu),針對其自身結(jié)構(gòu)缺陷和工作環(huán)境的電磁干擾,提出具有針對性的電磁兼容設(shè)計方法。 積分器的性能一直是影響Rogowski線圈電流傳感器的精度和穩(wěn)定性的重要因素之一。模擬積分器具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、輸入動態(tài)范圍大等優(yōu)點;數(shù)字積分器具有性能穩(wěn)定,精度高等優(yōu)點。后者的優(yōu)勢使其成為近年來Rogowski線圈電流互感器實用化研究的一個熱點問題。本文設(shè)計了一套數(shù)字積分器設(shè)計的方法,其中包括了積分算法的選擇,積分輸入采樣率和分辨率的確定,數(shù)字積分器的通用結(jié)構(gòu),積分初值的選擇方法等。 為了保證系統(tǒng)的運行穩(wěn)定,文章中的系統(tǒng)只采用激光供電模式,降低數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功耗就成了系統(tǒng)設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。文章中介紹了一些實用的低功耗處理方法,分析了激光器的特性,光電池的特性和光電轉(zhuǎn)換器件的特性,并根據(jù)這些器件的特性,改進了數(shù)據(jù)發(fā)送激光器的驅(qū)動電路,大幅度降低了系統(tǒng)的功耗,保證了系統(tǒng)在較低供電功率條件下的正常運行。 論文最后對全文工作進行總結(jié),提出進一步需要解決的問題。
標簽: 電子式互感器 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-10
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該系統(tǒng)是一款磁卡閱讀存儲器,根據(jù)用戶要求解決了普通閱讀器只能實時連接計算機,不能單獨使用的問題。而且針對作為特殊用途的磁卡,要求三道磁道都記錄數(shù)據(jù),并且第三磁道記錄格式與標準規(guī)定的記錄格式不同時,系統(tǒng)配套的應(yīng)用程序?qū)ζ渥隽苏_譯碼、顯示。 @@ 整個系統(tǒng)包括單片機控制的閱讀存儲器硬件部分,和配套使用的計算機界面應(yīng)用程序軟件部分。其中硬件電路包括磁條譯碼芯片、外部存儲器芯片、串口電平轉(zhuǎn)換芯片等等,所有的工作過程都是由單片機控制。我們這里選用紫外線擦除的87C52單片機,電路使用的集成電路芯片都是采用SMT封裝器件,極大縮小了讀存器的體積,使用簡單,攜帶方便。 @@ 磁條譯碼芯片采用的是中青科技有限公司出品的M3-230.LQ F/2F解碼器集成電路。該IC實現(xiàn)了磁信號到電信號的轉(zhuǎn)換。外部存儲器則是使用的8K Bytes的24LC65集成芯片,擴展8片,總?cè)萘窟_到8×8K。 @@ MAXIM公司出品的MAX232實現(xiàn)了單片機TTL電平到RS232接口電平的轉(zhuǎn)換,從而與計算機串口實現(xiàn)硬件連接。 @@ 計算機界面顯示程序采用當(dāng)今使用最廣的面向?qū)ο缶幊陶Z言Visual Basic 6.0版本(以后簡稱VB),并且使用VB帶有的串口通信控件MScomm,通過設(shè)置其屬性,使其和下位機單片機協(xié)議保持一致,進而進行正確的串口通信。關(guān)于磁道上數(shù)據(jù)記錄的譯碼,則是通過對每條磁道上數(shù)據(jù)記錄進行多次實驗,認真分析,進而得到了各條磁道各自的編碼規(guī)則,按照其規(guī)則對其譯碼顯示。這部分程序也是通過VB編程語言實現(xiàn)的。另外,計算機應(yīng)用程序部分還實現(xiàn)了對下位機讀存器的擦除控制。 @@關(guān)鍵詞:磁卡,閱讀存儲器,單片機,串口通信,track3數(shù)據(jù)譯碼
上傳時間: 2013-08-05
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目前離心機的變頻控制,采用的多是通用變頻器,沒有自主開發(fā)的離心機專用的交流調(diào)速控制器。同時,在控制方法上采用的主要還是V/F控制以及矢量控制,而效率更高,性能更好的直接轉(zhuǎn)矩控制方法則還沒有得到廣泛的應(yīng)用。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),用空間矢量的分析方法,直接在定子坐標系下計算與控制交流電動機的轉(zhuǎn)矩,采用定子磁場定向,借助于離散的兩點式調(diào)節(jié)(Bang-Bang控制)產(chǎn)生PWM信號,直接對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進行最佳控制,獲得轉(zhuǎn)矩的高動態(tài)性能。直接轉(zhuǎn)矩控制,控制結(jié)構(gòu)簡單、控制手段直接、信號處理的物理概念明確、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速,限制在一拍內(nèi),是一種具有高動態(tài)響應(yīng)的交流調(diào)速系統(tǒng)。本文通過對直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)原理的分析、軟硬件的設(shè)計制作、系統(tǒng)的調(diào)試試驗,得到以下結(jié)論: ⑴直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),控制手段直接、信號處理的物理概念明確、轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)迅速; ⑵直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中,低速階段轉(zhuǎn)矩脈動明顯,通過采用異步電動機適應(yīng)全速的U-I模型,以及扇區(qū)細化等,可以有效減小轉(zhuǎn)矩脈動;由于轉(zhuǎn)矩和磁鏈采用離散的兩點式調(diào)節(jié),即使在高速運行階段轉(zhuǎn)矩也有輕微的脈動,通過細分磁鏈扇區(qū),采用空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)可以有效減小脈動,提高系統(tǒng)控制性能; ⑶直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中,檢測環(huán)節(jié)及其重要,特別是電壓、電流的檢測。無論采用哪種電機模型,電壓和電流都是最主要的參數(shù),準確的電壓、電流檢測能夠增加電機模型的正確性,為控制提供基本的保障; ⑷直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中,對電機參數(shù)的要求簡單,只需要知道電動機定子電阻,因此直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的魯棒性強,易于移植。
標簽: 離心機 異步電動機 直接轉(zhuǎn)矩
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,多電平逆變器在高壓大容量電能變換中得到廣泛應(yīng)用,而其控制策略和電路拓撲等已成為了研究熱點。相對傳統(tǒng)的兩電平逆變器,它具有效率高動態(tài)性能好,對電動機產(chǎn)生的諧波少,適合高壓大容量等優(yōu)點。但隨著電平數(shù)的增加,基本控制算法越來越復(fù)雜,同時還存在中點電壓不平衡等問題。將DSP數(shù)字控制技術(shù)應(yīng)用于多電平逆變器不僅簡化了系統(tǒng)的硬件控制電路,提高了系統(tǒng)性能,還可以實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制。 本文以二極管箝位式三電平逆變器為研究對象,首先介紹了三電平逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理,對三電平逆變器的電路方程進行了深入的分析,在開關(guān)函數(shù)的基礎(chǔ)上建立了三電平逆變器的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,對空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)算法進行了改進,并詳細推導(dǎo)了該調(diào)制算法的計算公式,結(jié)合中點電位控制來確定開關(guān)矢量的作用順序,使仿真和實現(xiàn)都比較容易。然后重點分析了三電平逆變器直流側(cè)電容電壓不平衡問題產(chǎn)生的原因,提出了一種能控制逆變器直流側(cè)電容中點電位平衡的電壓空間矢量脈寬調(diào)制方法。最后采用MATLAB仿真軟件對所推導(dǎo)的三電平逆變器SVPWM調(diào)制算法和中點電位平衡控制方法進行了仿真分析,證明了該調(diào)制算法的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-05-20
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近年來,光伏發(fā)電技術(shù)取得了長足的進步,太陽能已經(jīng)成為當(dāng)今能源的一個重要補充。光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能大規(guī)模利用的必然趨勢。本文以光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備并網(wǎng)逆變器為研究對象,首先給出了單相光伏并網(wǎng)逆變器的詳細的硬件設(shè)計過程,然后對光伏陣列的最大功能點跟蹤、逆變器的特性及控制方法、并網(wǎng)系統(tǒng)的人機交互子系統(tǒng)等進行了深入的研究。 并網(wǎng)逆變器的硬件設(shè)計是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)和難點之一。本文設(shè)計了1套額定功率為3KW的兩級式光伏并網(wǎng)逆變器,采用F2812DSP作為系統(tǒng)的控制核心。文章對整個硬件的設(shè)計過程和電路原理進行了詳細分析。 為提高系統(tǒng)效率,光伏陣列都要求工作在最大功率點處。本文在分析了各種MPPT方法的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,提出了基于移相全橋電路的電導(dǎo)增量法,給出了整個算法在DSP中的實現(xiàn)過程。 并網(wǎng)逆變器輸出級的跟蹤控制技術(shù)是系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵點之一。本文詳細分析了逆變器輸出級的電路工作模式和數(shù)學(xué)模型,深入分析了T型輸出濾波器的原理及電網(wǎng)電壓對輸出電流的影響,提出了基于前饋補償?shù)臄?shù)字PI控制,并給出了其在DSP中的實現(xiàn)過程。 為完成對并網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控和設(shè)置,設(shè)計了人機交互子系統(tǒng),該系統(tǒng)是一個小型嵌入式系統(tǒng),用MODBUS協(xié)議實現(xiàn)了子系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的通信。本文詳細分析了整個子系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計過程。 最后,對整個系統(tǒng)進行了實驗驗證,結(jié)果表明了系統(tǒng)方案的可行性,系統(tǒng)實現(xiàn)了穩(wěn)定可靠運行。
標簽: 單相 光伏并網(wǎng) 數(shù)字式
上傳時間: 2013-05-26
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非接觸電能傳輸技術(shù)是一門新興的能量傳輸技術(shù),它集合了電力電子能量傳輸技術(shù)、磁場耦合技術(shù)以及現(xiàn)代控制理論。由于這種電能傳輸方式?jīng)]有接觸摩擦,可減少對設(shè)備的損傷,不會產(chǎn)生易引燃引爆的火花,解決了給移動設(shè)備特別是在惡劣環(huán)境下,工作設(shè)備的供電問題。在交通運輸、航空航天、機器人、醫(yī)療器械、照明、便攜式電子產(chǎn)品、礦井和水下應(yīng)用等場合有著廣泛的應(yīng)用前景。本文對非接觸電能傳輸技術(shù)進行了理論和實驗研究。主要研究內(nèi)容如下: ⑴介紹了非接觸電能傳輸技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,發(fā)展前景,基本原理與所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)。 ⑵通過建立漏感模型,對采用各種補償方式時,補償電容的選擇進行了分析與研究,并對不同補償方式時,負載對系統(tǒng)傳輸效率的影響進行了分析。 ⑶介紹了PWM調(diào)制硬開關(guān)技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù),比較分析了應(yīng)用于無接觸電能傳輸系統(tǒng)主變換器的幾種逆變器拓撲結(jié)構(gòu),詳細分析了移相全橋變換器的工作原理,在此基礎(chǔ)上,對變換器進行改進,提出了基于移相全橋控制的諧振變換器,并對變換器的工作原理進行了詳細分析。 ⑷對系統(tǒng)原副邊主電路的主要參數(shù)進行了分析與設(shè)計,對松耦合變壓器的結(jié)構(gòu)選擇、主要參數(shù)進行了分析與設(shè)計。 ⑸分別用通用DSP芯片TMS320F2812和專用控制芯片UC3875對系統(tǒng)的控制電路進行了設(shè)計。 ⑹對系統(tǒng)進行了仿真研究,在仿真成功的基礎(chǔ)上,采用UC3875控制方案制作了實驗樣機,進行了實驗研究。
上傳時間: 2013-07-19
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太陽能發(fā)電在世界能源危機的今天飛速發(fā)展,已成為新能源的主流之一。逆變器作為主要的能量變換裝置器件,其性能的好壞直接影響著整個光伏系統(tǒng)的效率。本文采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制策略,保證了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度快,穩(wěn)態(tài)誤差小。為此,論文主要對系統(tǒng)的電路拓撲結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型、控制方法以及基于FPGA的軟件實現(xiàn)方法等技術(shù)進行了分析研究。 本文首先通過對幾種常見的數(shù)學(xué)模型分析方法的比較,選擇適合本文的數(shù)學(xué)建模方法。文中給出了逆變器的拓撲結(jié)構(gòu),詳細論述了其工作原理,對該逆變器不同工作狀態(tài)下的等效電路進行分析,并利用狀態(tài)空間平均法建立了逆變器數(shù)學(xué)模型,確定主要元件的參數(shù)。 隨后對當(dāng)前比較流行的幾種逆變電路的控制方法進行了對比分析。本文采用的基于SPWM控制的電壓電流雙環(huán)控制的算法,具有開關(guān)頻率固定、物理意義清晰、實現(xiàn)方便的優(yōu)點,保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差小,動態(tài)響應(yīng)速度快。通過分析幾種最大功率跟蹤算法各自的優(yōu)缺點,最后給出了改進的最大功率跟蹤算法,保證系統(tǒng)輸出最大功率。 最后用FPGA實現(xiàn)了系統(tǒng)控制方案的設(shè)計。整機測試結(jié)果表明:該逆變器的性能指標基本達到了設(shè)計要求,驗證了數(shù)學(xué)模型和控制策略的有效性和理論分析的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-07-25
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雙向DC/DC變換器(Bi-directionalDC/DCconverters)是能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)能量雙向傳輸?shù)闹绷?直流變換器。隨著科技的發(fā)展,雙向DC/DC變換器的應(yīng)用需求越來越多,正逐步應(yīng)用到無軌電車、地鐵、列車、電動車等直流電機驅(qū)動系統(tǒng),直流不間斷電源系統(tǒng),航天電源等場合。一方面,雙向DC/DC變換器為這些系統(tǒng)提供能量,另一方面,又使可回收能量反向給供電端充電,從而節(jié)約能量。 大多數(shù)雙向DC/DC變換器采用復(fù)雜的輔助網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)軟開關(guān)技術(shù),本文所研究的Buck/Boost雙向的DC/DC變換器從拓撲上解決器件軟開關(guān)的問題;由于Buck/Boost雙向DC/DC變換器的電流紋波較大,這會帶來嚴重的電磁干擾,本文結(jié)合Buck/Boost雙向DC/DC變換器拓撲與磁耦合技術(shù)使電感電流紋波減小;由于在同一頻率下不同負載時電流紋波不同,本文在控制時根據(jù)負載改變PWM頻率,從而使輕載時的電流紋波均較小。 本文所研究的雙向DC/DC變換器采用DSP處理器進行控制,其原因在于:目前沒有專門用于控制該Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制芯片,而DSP具有多路的高分辨率PWM,通過對DSP寄存器的配置可以實現(xiàn)Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制PWM;DSP具有多路高速的A/D轉(zhuǎn)換接口,并可以通過配合PWM完成對反饋采樣,具備一定的濾波功能。 本文所研究的數(shù)字雙向DC/DC變換器實現(xiàn)了在Buck模式下功率MOSFET的零電壓開通及零電壓關(guān)斷,電感電流的交迭使其電感輸出端電流紋波明顯變小,輕載時PWM頻率的提升也使得電流紋波變小。
上傳時間: 2013-06-08
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