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基于DSP的高频开关电源的研究

作　者: 丁海艳
导　师: 李国勇
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 开关电源移相控制软开关 TMS320F2812
分类号: TN86
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 614次
引　用: 6次
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内容摘要

开关电源广泛应用于航空、通信、交通等领域。随着高频技术、谐振技术的发展,全桥移相软开关电源广泛应用于在低压、大电流开关电源领域。因此有必要对其进行研究。首先,论文阐述PWM DC/DC变换器的软开关技术,且根据移相控制PWM全桥变换器的主电路拓扑结构,选定适合于本论文的零电压开关软开关技术的电路拓扑,并对其基本工作原理进行阐述,同时给出ZVS软开关的实现策略。其次,对选定的主电路拓扑结构进行电路设计,给出主电路中各参量的设计及参数的计算方法,包括输入、输出整流桥及逆变桥的器件的选型,输入整流滤波电路的参数设计、高频变压器及谐振电感的参数设计以及输出整流滤波电路的参数设计。本文还设计了电路的整体框架和各部分子模块,最后对各子模块进行了功能仿真。并设计了适用于本电路的驱动以及采样电路。最后介绍以高性能数字信号处理器TMS320F2812为控制核心的逆变电源控制系统的软硬件设计。结果表明,论文所设计的DC/DC变换器能很好的实现软开关,提高效率,使输出电压得到稳定控制,最后通过调整移相控制电路,可实现直流输出的宽范围调整,具有很好的工程实用价值。通过本论文的研究工作的开展,有助于对软开关电源的分析、设计、建模与仿真,为拓展全桥移相软开关电源电路的应用奠定了基础。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-15
  1.1 引言  11
  1.2 高频开关电源的背景及现状  11-13
  1.3 高频开关电源的发展趋势  13-14
  1.4 本课题所做的工作  14-15
第2章直流开关电源的基本电路拓扑  15-23
  2.1 DC/DC 变换器的分类  15-16
  2.2 PWM 变换器的主电路拓扑  16-21
    2.2.1 Buck 变换器  16-17
    2.2.2 Boost 变换器  17-18
    2.2.3 Buck-boost 变换器  18-20
    2.2.4 Cuk 变换器  20-21
  2.3 带变压器隔离的DC/DC 变换器  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章移相控制ZVS PWM DC/DC 全桥变换器  23-42
  3.1 工作原理  23-32
  3.2 软开关技术  32-35
  3.3 PWM DC/DC 全桥变换器实现ZVS  35-38
    3.3.1 两个桥臂实现 ZVS  35-37
    3.3.2 实现ZVS 的策略及副边占空比的丢失  37-38
  3.4 整流二极管的换流情况  38-41
  3.5 本章小结  41-42
第4章高频开关电源主电路参数选择及仿真  42-63
  4.1 输入整流滤波电路的选择  43-45
    4.1.1 输入滤波电容的设计  43-45
    4.1.2 输入整流模块的选择  45
  4.2 单相逆变桥的选择  45-47
    4.2.1 逆变桥主功率开关管的选择  46-47
    4.2.2 逆变桥主功率开关管的参数设计  47
  4.3 高频变压器的设计  47-53
    4.3.1 高频变压器的电磁分析  47-52
    4.3.2 高频变压器的设计  52-53
  4.4 谐振电感的设计  53-55
    4.4.1 谐振电感值的确定  53-54
    4.4.2 谐振电感的参数计算  54-55
  4.5 输出整流电路的选择  55-57
    4.5.1 输出整流二极管的选择  56
    4.5.2 输出滤波电感和电容的计算  56-57
  4.6 系统主回路的 Matlab 仿真  57-62
  4.7 本章小结  62-63
第5章控制电路以及相关辅助电路的设计  63-79
  5.1 控制电路的设计  63-71
    5.1.1 TMS320F2812 的结构和配置  63-65
    5.1.2 TMS320F2812 的PWM 生成机制  65-69
    5.1.3 模数转换模块  69
    5.1.4 系统软硬件设计  69-71
  5.2 驱动电路设计  71-74
  5.3 系统抗干扰措施设计  74-78
    5.3.1 开关电源电磁噪声的产生和抑制  74-77
    5.3.2 PCB 抗干扰措施  77-78
  5.4 本章小结  78-79
结论  79-80
参考文献  80-83
攻读硕士学位期间所发表的学术论文  83-84
致谢  84

基于DSP的高频开关电源的研究

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