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基于DSP芯片的智能型高频开关电源的设计与实现

作　者: 周泽平
导　师: 崔连延
学　校: 辽宁工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 铅酸蓄电池 TMS320F2809 模糊控制算法 MOSFET PID
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 48次
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内容摘要

论文设计的高频开关电源是为直流屏的铅酸蓄电池提供的充电电源，论文所研制的高频开关电源的DC220V，频率为100KHZ，功率为2200W，高频开关电源主回路采用“AC-DC-AC-DC”变换的拓扑结构，主要由输入EMI型滤波电路、输入整流型滤波电路、高频逆变型电路、高频变压器、输出整流滤波电路等几部分组成，其他辅助电路包括：MOSFET驱动电路、输入端过压、过流保护电路。论文的控制电路部分是一个实时检测和监控的控制系统，是以TMS3200F2809DSP芯片为核心，编写软件控制程序，以实现高频开关电源智能化控制，使得高频开关电源可以在线设置，同时可以修改参数、显示以及通信功能。TMS320F2809数字芯片用于产生PWM波形，从而驱动MOSFET开通和关断，进而调节占空比，改变输出电压。传统的控制系统运用的是PID控制调节方式，本论文运用模糊控制算法作为核心控制算法，该算法对输出电压进行闭环反馈控制，能够得到比较理想的输出电压波形。整篇论文以电源设计为主线，在详细分析高频开关电源电路原理的基础上，进行系统的主电路设计、辅助电路设计、控制回路设计、软件实现，进行高频开关电源的外形封装设计，优化结构，使之能够有较好的抗震、抗压，较合理的体积和重量，调试研制的开关电源，通过对各项参数的测试，综合考察电源的实用性能，使之能够满足工业的要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 开关电源发展状况  8-9
  1.2 本课题的选题意义  9
  1.3 DSP 数字控制及其特点  9-12
  1.4 本课题的研发思路  12-13
2 高频开关电源方案选择  13-21
  2.1 高频开关电源的设计要求  13
    2.1.1 高频开关电源的基本功能  13
    2.1.2 高频开关电源的主要指标参数  13
  2.2 开关电源基本工作原理及 DC-DC 变换器的类型  13-16
    2.2.1 DC-DC 硬开关变换器简介  14
    2.2.2 DC-DC 变换器的分类  14-16
  2.3 全桥型 DC-DC 直流变换器的工作原理、控制思想以及分析方法  16-20
    2.3.1 全桥型 DC-DC 直流变换器的工作原理  16-18
    2.3.2 全桥型 DC-DC 直流变换器的控制思想  18-20
  2.4 本章小结  20-21
3 高频开关电源主电路的设计与实现  21-37
  3.1 高频开关电源模块的总体结构与设计  21-22
  3.2 电源输入级电路设计  22-24
    3.2.1 输入级滤波电路设计  23
    3.2.2 输入端整流电路设计  23
    3.2.3 涌流保护电路  23-24
  3.3 全桥变换器（DC-DC）模块的设计  24-34
    3.3.1 高频逆变电路设计  25-26
    3.3.2 高频变压器设计  26-33
    3.3.3 输出整流电路设计  33-34
  3.4 驱动放大电路的设计  34-36
  3.5 采样电路设计  36
  3.6 辅助电源电路设计  36
  3.7 本章小结  36-37
4 电源系统程序控制设计  37-48
  4.1 电源系统程序设计及其流程图  37-41
    4.1.1 PWM 信号的原理  37-39
    4.1.2 程序设计说明  39-41
  4.2 模糊控制算法  41-43
  4.3 LED 液晶显示  43-44
  4.4 实验结果分析  44-47
    4.4.1 驱动电路的实验结果分析  44-45
    4.4.2 总体实验结果分析  45-46
    4.4.3 突加和突卸负载实验结果分析  46-47
  4.5 本章小结  47-48
5 结论  48-49
参考文献  49-51
致谢  51-52
附录  52

基于DSP芯片的智能型高频开关电源的设计与实现

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