文档介绍：摘要
开关电源经过数十年的发展与完善,采用模拟控制技术的设计方法已非常成熟,但
模拟控制存在的缺点也限制了其进一步发展,数字控制技术所具备的许多独特优势使电
源领域正逐步迈入数字电源时代,数字电源的研究已成为当前的发展趋势。随着电源应
用领域的扩展,很多场合需要供电电源具有更低的输出电压和更大的输出电流。本文基
于数字电源控制芯片,对数字控制倍流同步整流半桥直流变换器进行了分析研
究,该变换器实现了全数字化控制,且能实现很低的输出电压和很大的输出电流。
本文总结了倍流同步整流方式在低电压、大电流应用中所具有的优势,详细分析了
倍流同步整流半桥变换器的工作原理,研究了变换器的常用建模方法,重点论述了等效
受控源平均模型法,并用该建模方法建立了变换器的小信号模型,为控制电路的分析和
设计奠定了基础。给出了主电路中变压器变比、输出滤波电感和滤波电容等参数的设计
方法,并结合电路实际工作条件进行了参数计算,用仿真软件对主电路进行了
仿真分析,给出了仿真结果,验证了理论分析及设计的正确性。
详细介绍了数字电源控制芯片的内部结构、工作原理及其主要功能,该数
字控制器能为开关电源提供闭环反馈控制、系统保护和电源管理等诸多功能,使数字电
源的设计得以简化。研究了电压控制型开关变换器的系统结构,说明了模拟控制方法与
数字控制方法的区别,分析了数字控制环路的设计方法,重点对数字脉宽调制
器和数字滤波补偿网络的设计进行了研究。应用开发工具给出了
的初始化脉冲波形图和滤波补偿网络中各参数的设计值与响应曲线,设计了变
换器工作过程中电压、电流、温度等变量的故障保护参数值。对控制电路的硬件设计和
软件设计进行了研究,给出了硬件部分的电路图和软件部分的主要程序流程图。
最后在控制的半桥型数字控制电源实验平台上进行了实验分析,并给出了
实验结果。
关键词数字电源,倍流整流,半桥变换器,数字控制器
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华南理工大学
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作者签名‘“件日期,叮年犷月份日
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作者签名釉凤日期,”,丁‘夕
指导教师签名日期砂夕·戈少
第一章绪论
第一章绪论
电力电子技术研究现状与发展趋势
电力电子技术是有效地使用电力半导体器件、应用电路、设计理论及分析开发工具
实现对电能的高效能变换和控制的一门技术,它包括电压、电流、频率和波形等方面的
变换。电力电子技术是二十一世纪重要的关键技术之一,它是一门综合电力半导体器件、
电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术等许多学科的交叉学科找
电力电子技术诞生至今获得了突飞猛进的发展,现在已经形成了较为完整的学科体
系和理论。电力电子技术的基本特点之一是能以小信号输入控制大功率输出,有很大的
放大倍数,这是电力电子设备成为强、弱电之间接口的基础。信息电子技术的发展造就
了信息时代,而实现“弱电控制强电”的电力电子技术的发展是人类社会的第二次电子
革命。在将来工业高度自动化情况下,计算机技术、自动控制技术及电力电子技术将成
为三种最重要的技术。
在世纪六七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。随着信息
技术和微电子技术的发展,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点
便于计算