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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LAMOST(Large Sky Area Multi-Obiect Fiber Spectroscopy Telescope,大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜)需要对焦而上的4 000个光纤定位单元进行精确定位,一个光纤定位单元需要两个步进电机来驱动,即需要对8 000个电机进行驱动控制。如何对这8 000个电机进行有效的控制,是本文主要的研究内容。 本义引入EDA(Electronic Design Automation),技术,以FPGA和CAN总线为硬件载体来进行设计。FPGA相比较于DSP,单片机而言,具有10管脚多,资源丰富,使用灵活等优点,可以存片内集成多个电机的摔制,这样对于提高系统的集成度,节约成本无疑有着很大的帮助。 在电机的控制当中,其失步和过冲会直接影响到系统的精度,所以需要对电机脉冲频率加以控制,对于在平稳状态下能正常工作的电机,失步往往发生在启动停止等脉冲频率突然发生改变的时刻。具体实现方法是通过实验找出一条理想的加减速曲线,再将曲线离散化,并把离散化后的加减速分频系数存储在FPGA片内ROM里而,当电机运行到对应的步数时,取出分频系数来获取对应的运行频率。 在LAMOST观测中,光纤定位单元的零位是个很重要的基准,在每次观测之前,电机都要回零,理论上电气零位和机械零位在同一点上,如果电气检测到达零位则认为已经到达机械零位位置。但是实际中由于装配等一些原因,可能会出现零位短路和零位断路的情况。零位断路是指电机处于机械零位,但是电气不能检测到;零位短路是指电机不在机械零位,但是电气已经检测到处于零位。这两种情况会造成越界和机械零位一直被挤压的后果,有可能会损坏光纤定位单元,为了防止这些情况出现,软件程序中加入了计数器,从而从有效地保护了光纤定位单元,同时将这些状况向上反馈,以便维护和检修。 在本文完成之时,能够控制驱动336个光纤定位单元的小系统已经在北京天文台兴隆观测站实际投入运行,并于2007年5月28日获得首条光谱,取得了不错的效果。
上传时间: 2013-04-24
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上传时间: 2013-04-24
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现代家庭中单相供电的用电设备如电脑、电视机、冰箱等都具有非线性特性,都会产生谐波污染电网。本文针对这一现象研究了单相并联电压型有源电力滤波器(APF),设计了一个APF控制系统来产生与谐波电流大小相等方向相反的补偿电流,并使补偿电流实时地跟踪谐波电流,从而消除谐波电流达到净化电网。 本文对提出的APF控制系统从模拟和数字两个方面进行了深入的研究。 首先,设计了APF的主电路结构,确定了系统中电感电容等元件参数,并根据仿真结果系统地分析了参数变化对系统补偿效果的影响,然后根据补偿效果选择最佳的参数值。 其次,针对控制系统要求,选用适合系统的电流电压PI双环控制系统,通过参数优化后得到了控制器的最优参数,使控制效果达到最优。并从理论上详细分析了无差拍控制算法。 最后,利用滞环比较原理制作了10KHz的三角波发生器,用于PWM调制电路。在对硬件描述语言以及FPGA设计流程深入理解的基础上,利用Verilog语言实现了双环PI控制器和PWM发生电路的数字化,使得有源电力滤波器补偿精度提高,有更好的可修改性,可使用于很多不同的非线性负载。
上传时间: 2013-07-27
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非常经典的保护电路设计,关于IBGT MOS FET过压过流的设计
上传时间: 2013-06-25
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多相滤波器主要应用于脉冲多普勒雷达、通信宽带数字接收机、雷达自适应波束形成等信号处理领域。在多普勒雷达信号处理中国内外关于FIR滤波器设计研究的报道较多,而对于IIR滤波器的设计研究相对较少,原因是IIR多相滤波器的设计复杂性,使得IIR滤波器在多普勒雷达数字信号处理中难以发挥重要作用。本文以脉冲多普勒雷达信号处理为背景,主要研究数字多相滤波器的特点和设计方法;进而研究数字多相滤波器的数字仿真方法与FPGA实现技术。对于自主研究、设计和实现雷达信号处理的各种结构的滤波器具有重要的意义。 本文讨论了FIR数字滤波器和IIR数字滤波器的特点和区别。对IIR滤波器的多相结构进行了理论分析,重点研究了IIR多相滤波器的设计原理。根据此原理进行IIR滤波器的多相设计并扩展到多通道和多级结构。在此基础上,根据本文研究的多普勒雷达回波信号需要四通道处理的要求搭建软件仿真模型,对所设计的2级4通道IIR多相滤波器组进行了仿真实验,给出仿真结果,并进行了讨论。 在完成2级4通道IIR多相滤波器组的软件仿真后,利用FPGA设计平台,对该IIR多相滤波器组进行了设计仿真和综合实现。在实现过程中进行了功能仿真和时序仿真两级仿真验证,结果表明在模拟硬件环境中所设计的2级4通道IIR多相滤波器组能够较好地实现多普勒雷达回波信号多通道的划分和滤波功能要求,验证了设计思路和方法的正确性和可行性。
上传时间: 2013-04-24
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matlab仿真中移相变压器的正确连接方式,五相,每相移位12度
上传时间: 2013-07-31
上传用户:万有引力
在过去的十几年间,FPGA取得了惊人的发展:集成度已达到1000万等效门、速度可达到400~500MHz。随着FPGA的集成度不断增大,在高密度FPGA中,芯片上时钟的分布质量就变得越来越重要。时钟延时和时钟相位偏移已成为影响系统性能的重要因素。现在,解决时钟延时问题主要使用时钟延时补偿电路。 为了消除FPGA芯片内的时钟延时,减小时钟偏差,本文设计了内置于FPGA芯片中的延迟锁相环,采用一种全数字的电路结构,将传统DLL中的用模拟方式实现的环路滤波器和压控延迟链改进为数字方式实现的时钟延迟测量电路,和延时补偿调整电路,配合特定的控制逻辑电路,完成时钟延时补偿。在输入时钟频率不变的情况下,只需一次调节过程即可完成输入输出时钟的同步,锁定时间较短,噪声不会积累,抗干扰性好。 在Smic0.18um工艺下,设计出的时钟延时补偿电路工作频率范围从25MHz到300MHz,最大抖动时间为35ps,锁定时间为13个输入时钟周期。另外,完成了时钟相移电路的设计,实现可编程相移,为用户提供与输入时钟同频的相位差为90度,180度,270度的相移时钟;时钟占空比调节电路的设计,实现可编程占空比,可以提供占空比为50/50的时钟信号;时钟分频电路的设计,实现频率分频,提供1.5,2,2.5,3,4,5,8,16分频时钟。
上传时间: 2013-07-06
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电路保护教程 1、传统的熔断保险丝/玻璃管 2、自恢复式的保险丝PPTC 3、PTC/NTC热敏电阻
上传时间: 2013-07-13
上传用户:bpbao2016
随着现代集成电路技术的发展,锁相环已经成为集成电路设计中非常重要的一个部分,所以对锁相环的研究具有积极的现实意义。然而传统的锁相环大多是数模混合电路,在工艺上与系统芯片中的数字电路存在兼容问题。因此设计一...
上传时间: 2013-06-09
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