文章开篇提出了开发背景。认为现在所广泛应用的开关电源都是基于传统的分立元件组成的。它的特点是频率范围窄、电力小、功能少、器件多、成本较高、精度低,对不同的客户要求来“量身定做”不同的产品,同时几乎没有通用性和可移植性。在电子技术飞速发展的今天,这种传统的模拟开关电源已经很难跟上时代的发展步伐。 随着DSP、ASIC等电子器件的小型化、高速化,开关电源的控制部分正在向数字化方向发展。由于数字化,使开关电源的控制部分的智能化、零件的共通化、电源的动作状态的远距离监测成为了可能,同时由于它的智能化、零件的共通化使得它能够灵活地应对不同客户的需求,这就降低了开发周期和成本。依靠现代数字化控制和数字信号处理新技术,数字化开关电源有着广阔的发展空间。 在数字化领域的今天,最后一个没有数字化的堡垒就是电源领域。近年来,数字电源的研究势头与日俱增,成果也越来越多。虽然目前中国制造的开关电源占了世界市场的80%以上,但都是传统的比较低端的模拟电源。高端市场上几乎没有我们份额。 本论文研究的主要内容是在传统开关电源模拟调节器的基础上,提出了一种新的数字化调节器方案,即基于DSP和FPGA的数字化PID调节器。论文对系统方案和电路进行了较为具体的设计,并通过测试取得了预期结果。测试证明该方案能够适合本行业时代发展的步伐,使系统电路更简单,精度更高,通用性更强。同时该方案也可用于相关领域。 本文首先分析了国内外开关电源发展的现状,以及研究数字化开关电源的意义。然后提出了数字化开关电源的总体设计框图和实现方案,并与传统的开关电源做了较为详细的比较。本论文的设计方案是采用DSP技术和FPGA技术来做数字化PID调节,通过数字化PID算法产生PWM波来控制斩波器,控制主回路。从而取代传统的模拟PID调节器,使电路更简单,精度更高,通用性更强。传统的模拟开关电源是将电流电压反馈信号做PID调节后--分立元器件构成,采用专用脉宽调制芯片实现PWM控制。电流反馈信号来自主回路的电流取样,电压反馈信号来自主回路的电压采样。再将这两个信号分别送至电流调节器和电压调节器的反相输入端,用来实现闭环控制。同时用来保证系统的稳定性及实现系统的过流过压保护、电流和电压值的显示。电压、电流的给定信号则由单片机或电位器提供。再次,文章对各个模块从理论和实际的上都做了仔细的分析和设计,并给出了具体的电路图,同时写出了软件流程图以及设计中应该注意的地方。整个系统由DSP板和ADC板组成。DSP板完成PWM生成、PID运算、环境开关量检测、环境开关量生成以及本地控制。ADC板主要完成前馈电压信号采集、负载电压信号采集、负载电流信号采集、以及对信号的一阶数字低通滤波。由于整个系统是闭环控制系统,要求采样速率相当高。本系统采用FPGA来控制ADC,这样就避免了高速采样占用系统资源的问题,减轻了DSP的负担。DSP可以将读到的ADC信号做PID调节,从而产生PWM波来控制逆变桥的开关速率,从而达到闭环控制的目的。 最后,对数字化开关电源和模拟开关电源做了对比测试,得出了预期结论。同时也提出了一些需要改进的地方,认为该方案在其他相关行业中可以广泛地应用。模拟控制电路因为使用许多零件而需要很大空间,这些零件的参数值还会随着使用时间、温度和其它环境条件的改变而变动并对系统稳定性和响应能力造成负面影响。数字电源则刚好相反,同时数字控制还能让硬件频繁重复使用、加快上市时间以及减少开发成本与风险。在当前对产品要求体积小、智能化、共通化、精度高和稳定度好等前提条件下,数字化开关电源有着广阔的发展空间。本系统来基本上达到了设计要求。能够满足较高精度的设计要求。但对于高精度数字化电源,系统还有值得改进的地方,比如改进主控器,提高参考电压的精度,提高采样器件的精度等,都可以提高系统的精度。 本系统涉及电子、通信和测控等技术领域,将数字PID算法与电力电子技术、通信技术等有机地结合了起来。本系统的设计方案不仅可以用在电源控制器上,只要是相关的领域都可以采用。
上传时间: 2013-06-21
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开关电源电路图一、主电路从交流电网输入、直流输出的全过程,包括: 1、输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤,同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。2、整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换。3、逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越小。4、输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。
上传时间: 2013-05-27
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这几款是仙童生产专门用于开关电源中的隔离误差放大器,它能替换传统开关电源中光耦817+TL431的隔离反馈组合,FOD27XX系列光耦,它将可控精密稳压源直接集成到光耦内部因此它可以省略掉外接TL431,这是非常有利于提升产品和集成度和可靠性的。
上传时间: 2013-10-14
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传统的开关电源一般以恒流或恒压工作,不能根据负载调节输出电压或电流,本文中,我们设计了一种数字控制的开关电源模块。该电源模块是以TI公司的MSP430为控制核心,通过数字PID调节器控制反馈输出来实现的。首先介绍了该电源模块的工作原理及整体设计方案,其次介绍了部分关键电路的硬件设计,给出了主程序及部分子程序的流程图。与传统的开关电源相比,该电源模块具有体积小、精度高、电路简单、输出电压连续可调等优点。
上传时间: 2013-12-25
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为降低大功率开关电源设计时功率器件的选择、开关频率和功率密度的提高所面临的困难,改善单电源供电的可靠性,设计并制作程控开关电源并联供电系统。系统由2个额定输出功率为16 W的8 V DC/DC模块构成的程控开关电源并联供电系统。以STM32F103微控制器为核心芯片,通过程序控制内部DAC调节PWM主控芯片UC3845的反馈端电压,使DC/DC模块输出电压产生微小变动,进而可调整DC/DC模块的输出电流并实时分配各DC/DC模块的输出电流,软件采用PI算法。试验表明,系统满载效率高于80.23%,电流分配误差最大为1.54%;电源输出在1 s内快速达到稳态;系统以4.5 A为阈值实现过流保护和自恢复功能。
上传时间: 2013-11-15
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开关电源因其具有体积小、高效节能等优点而逐渐取代线性电源,成为稳压电源的发展方向。文中介绍了现有的直流开关电源的工作原理,分析了其不足之处,提出了新型的电压可调的开关电源的软硬件实现方式。在不改变电源转换电路反馈的动态性能的前提下,实现了对输出电压的可调。该电源还具有对输出的过流保护、较低的因电源温漂、时漂、元器件参数容差而造成的输出误差、较低成本、较高的输出分辨力等优点。
上传时间: 2014-12-24
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SM7503是应用于离线式小功率AC/DC开关电源的高性能原边反馈控制功率开关芯片,在全电压输入范围内实现高精度恒压/恒流输出,精度均小于±3℅,并可使系统节省光耦和TL431等元件,降低成本。芯片内部集成了高压功率开关、逐周期峰值电流限制、VDD过压保护、VDD欠压保护、VDD电压嵌位等完善的保护功能,以提高系统的可靠性。封装形式:SOP8
上传时间: 2013-10-08
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SM7505是应用于离线式小功率AC/DC开关电源的高性能原边反馈控制功率开关芯片,在全电压输入范围内实现高精度恒压/恒流输出,精度均小于±3℅,并可使系统节省光耦和TL431等元件,降低成本。芯片内部集成了高压功率开关、逐周期峰值电流限制、VDD过压保护、VDD欠压保护、VDD电压嵌位等完善的保护功能,以提高系统的可靠性。内置输出线压降补偿和前沿消隐电路(LEB),SOP8的封装形式。主要应用于LED照明驱动,小功率电源配适器,电脑、电视等产品的辅助电源或待机电源等
上传时间: 2013-12-12
上传用户:咔乐坞
牵涉到开关电源技术设计或分析成为电子工程师的心头之痛已是不争的事实。随着集成化,微型化成为未来设计主流,电子产品设计安全设计要求的快速提高,设计安全、高效的开关电源相关产品设计成为电源工程师的首要任务,为了帮助工程师解决这方面的难题,电子发烧友网整合设计资源特别推出《开关电源设计指南——基础篇》电子书( 免费在线下载数字版《开关电源设计指南——基础篇》 ),本电子书论述了开关电源最常用拓扑的基本原理、磁性元件的设计原则及闭环反馈稳定性和驱动保护、电磁兼容性分析等相关内容。开关电源设计指南——基础篇旨在解决工程师日常设计难题所需的基础知识,希望这本电子书和以前推出的电子书一样可以帮助本土工程师的设计创新。
上传时间: 2013-11-11
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本书内容翔实、精炼,介绍了进行电源设计必须了解的几乎所有相关的知识,包括以下几个方面。 拓扑概述——常用的15种拓扑;功率开关管的最大电流应力和最大电压应力;对于有确定的输入输出电压、输出功率的功率开关管,最佳拓扑的选择;最佳拓扑的选择;最佳功率开关管的选择。 高频磁原理——铁氧体磁心磁带、集肤效应和邻近效应损耗。 变压器设计——与频率、磁密度、铁心面积和绕线面积以及拓扑有关的函数公式推导;磁心、线圈、变压器总损耗,以及温升的计算;使用常用拓扑的变压器设计实例。 直流电流偏置电感设计——导通直流偏置电流的电感设计。 磁放大器、缓冲器的设计以及谐振变换器。 反馈环稳定性。 主要拓扑的精确波形。 本书第二版增加了该领域内目前最受关注的关于电流的章节,包括功率因数校正、荧火灯使用的高频镇流器和笔记本电脑设计的低输入电压电源。 内容简介本书从最基本的开关变换器分析入手,系统地阐述开关电源电路(设计)的功率转换和脉宽调制原理、驱动电路与闭环反馈的稳定性及磁性元件的设计原则;对各功率变换器器件的参数选择和变换器各部分波形进行了定量分析;利用闭环反馈振荡机理,详细讨论了开关电源电流、电压环反馈系统的稳定性;论述高频开关电源在功率因数校正技术、软开关技术,以及电子镇流器技术等方面的最新动态和发展趋势。内容上不仅对各功率变换器的原理有详尽、系统的论述,同时给出多种新型的拓扑及对应电路反馈环的设计实例。 本书可以作为学习、研究高频开关电源的高校师生的教材,也可作为从事开关电源设计、开发的工程师的设计参考资料。
标签: Switching_Power_Supply_Design Second_Edition 开关电源设计
上传时间: 2013-11-21
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