随着软开关技术和并联均流技术的发展，高性能的大功率高频开关电源的研究与开发已成为电力电子领域的重要研究方向。针对大功率电源在性能、重量、体积、效率和可靠性方面的要求，本文主要对高效率的开关电源主电路结构和并联均流控制技术进行研究，并研制出一种基于LLC谐振的交流电力机车智能控制充电机系统。交流传动电力机车对其所用的大功率蓄电池充电机的工作效率要求达到90%以上，这是采用硬开关技术的开关电源难以达到的。根据这种开关电源功率大、效率要求高的特点，充电机主电路采用了LLC谐振全桥电路的结构。选取谐振元件参数是设计LLC谐振全桥电路的重点和难点，本文通过建立LLC全桥谐振变换器的线性等效模型，详细分析了LLC谐振全桥的频率、短路和空载特性，提出一套完整的LLC谐振全桥电路结构的参数设计方法。本充电机最大输出电流为150A，为此设计采用了5个30A电源模块并联供电的模式。论文依据设计要求选取LLC谐振全桥电路的元件参数，利用 SABER仿真验证了参数的正确性：并完成了整个电源模块主电路其它器件的参数选择；控制电路采用通用PWM调制芯片SG2525实现PFM调频控制。实现了电源模块的高频ZVS（零电压开关）软开关，有效地提高了电源模块的转换效率，减小了单模块的体积。通过对几种常用的负载均流方法进行研究和电路分析，根据主从均流控制的特点，采用CAN总线实现主从均流法，数字均流的采用提高了系统的抗干扰能力；设计了监控模块对各电源模块和整体输出进行监控；通过CAN总线接口和人机接口的设计，提高了电源系统的智能化和可操作性。实现了多个电源模块并联供电的模式最后给出了电源模块的实验结果和电源系统并联运行的测量数据，实验证明了理论分析的正确性和设计方法的合理性。
上传时间： 2022-04-04
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感应加热电源运行过程中由于负载的工作特性随温度变化,为了提高电能传输到负载的效率,保证负载工作在串联谐振状态,需要实现对负载的频率跟踪.通过对负载的频率跟踪有效地减少了功率开关器件的开关损耗,实现了零电压开通.本文首先介绍了串联谐振的感应加热电源的主电路结构,采用IGBT作为功率开关器件.其次介绍了锁相环电路,阐述了其结构和工作原理.最后提出了基于SG3525的频率跟踪电路,经过实验证明此电路工作稳定、可靠,现以投入到实际产品中.
上传时间： 2022-04-21
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基于TMS320F28335的开关电源模块并联供电系统原理图+软件源码一、系统方案本系统主要由DC-DC主回路模块、信号采样模块、主控模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。1.1 DC-DC主回路的论证与选择方案一：采用推挽拓扑。 推挽拓扑因其变压器工作在双端磁化情况下而适合应用在低压大电流的场合。但是，推挽电路中的高频变压器如果在绕制中两臂不对称，就会使变压器因磁通不平衡而饱和，从何导致开关管烧毁；同时，由于电路中需要两个开关管，系统损耗将会很大。方案二：采用Boost升压拓扑。 Boost电路结构简单、元件少，因此损耗较少，电路转换效率高。但是，Boost电路只能实现升压而不能降压，而且输入/输出不隔离。方案三：采用单端反激拓扑。 单端反激电路结构简单，适合应用在大电压小功率的场合。由于不需要储能电感，输出电阻大等原因，电路并联使用时均流性较好。方案论证：上述方案中，方案一系统损耗大，方案二不能实现输入输出隔离，而方案三虽然对高频变压器设计要求较高，但系统要求两个DCDC模块并联，并且对效率有一定要求。因此，选择单端反激电路作为本系统的主回路拓扑。1.2 控制方法及实现方案方案一：采用专用的开关电源芯片及并联开关电源均流芯片。这种方案的优点是技艺成熟，且均流的精度高，实现成本较低。但这种方案的缺点是控制系统的性能取决于外围电路元件参数的选择，如果参数选择不当，则输出电压难以维持稳定。方案二：采用TI公司的DSP TMS320C28335作为主控，实现PWM输出，并控制A/D对输入输出的电压电流信号进行采样，从而进行可靠的闭环控制。与模拟控制方法相比，数字控制方法灵活性高、可靠性好、抗干扰能力强。但DSP成本不低，而且功耗较大，对系统的效率有一定影响。方案论证：上述方案中，考虑到题目要求的电流比例可调的指标，方案一较难实现，并且方案二开发简单，可以缩短开发周期。所以，选择方案二来实现本系统要求。
标签： tms320f28335 开关电源
上传时间： 2022-05-06
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近年来，随着超声学研究的发展，功率超声技术得到了越来越广泛的应用。超声波清洗技术作为功率超声技术的一个分支，以清洗速度快、效果好、易于实现自动化等优点，为传统工业清洗领域注入了新鲜的血液。作为超声波清洗机的核心组件，超声逆变电源的设计一直是超声波清洗系统设计的关键环节，它性能的好坏很大程度上决定了最终的清洗效果。以往的超声逆变电源的设计通常是基于模拟集成控制芯片的，这种实现方式在频率、功率控制的精度和速度上以及系统的灵活性、稳定性方面存在着一定的局限性，限制了超声逆变电源的发展。数字控制技术的出现，很好地弥补了上述缺陷，因此本课题将数字控制技术引入到超声逆变电源控制电路的设计中是很有意义的。 本文首先对超声逆变电源的基本结构和工作原理做了简单介绍，针对超声逆变电源各部分的结构特点，并结合一些传统设计方案优缺点的分析，确定了二极管不控整流的整流电路设计方案、电压源型串联谐振逆变器的逆变电路实现方案、基于锁相环的频率跟踪实现方案、和基于PWM脉宽调制技术的功率调节实现方案。接着，文章详细介绍了频率自动跟踪和功率控制的具体实现方法，利用数学推理和波形分析的方式阐明了方案的可行性，并通过软件仿真验证了方案的正确性。然后，文章还设计了主电路谐振软开关、人机接口电路、采样电路、IGBT驱动以及过流过温保护电路。方案确定了之后，通过观察自制电路板的实验波形表明新构建的超声逆变电源可以保证系统在复杂工况下处于谐振状态，验证了全数字频率跟踪系统和功率调节系统的可行性和有效性。 本文的重点和创新点在于将超声逆变电源的控制电路通过数字化来实现。本文创新地利用FPGA构建了全数字频率跟踪系统——数字锁相环和全数字功率调节系统——数字PWM调制、数字PID调节，从而取代了传统的模拟锁相环芯片CD4046和模拟PWM控制芯片SG3525，在控制的精确性、快速性和灵活性上都有了很大的提高。此外，利用ATmega16单片机实现了人机接口电路、频率采样和电流A/D转换，并通过SPI接口与FPGA进行数据传输，完善了数字控制体系，从而实现了基于FPGA和单片机的全数字控制超声逆变电源系统。
上传时间： 2022-05-30
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感应加热技术是20世纪初才开始应用于工业部门的，它通过电磁感应原理和利用涡流对工件进行加热，是制造业和材料加工中的一种重要手段。目前感应加热电源在金属熔炼、铸造、锻造、透热、淬火、弯管、烧结、表面热处理、钎焊以及晶体生长等行业得到了广泛的应用。随着微机技术和IGBT器件的发展，新型中频感应加热电源成为研究的重点。 本文以中频串联谐振感应加热电源为研究对象，采用单片机C8051f300和脉冲输出芯片SG3525相结合的方式，增加了IGBT驱动电路的设计和限频保护电路的设计。实现了感应加热电源的数字化控制，为感应加热电源系统的数字化、信息化、智能化提供了优质、可靠的技术基础。 论文先介绍了感应加热电源的基本原理以及感应加热技术的发展动态。针对30kW/10kHz-30kHz中频感应加热电源的主电路和控制电路进行了设计，然后通过对感应加热电源中的主电路拓扑结构进行分析，比较串联谐振逆变电路与并联谐振逆变电路的优缺点，选择了更适合中频感应加热电源的串联谐振逆变电路。在确定了设计方案后，详细分析了电源的主电路结构并进行了系统各组成部分器件的参数计算和选取。 论文在分析和对比了感应加热电源的各种调功方式后，选择了PWM调功对感应加热电源进行恒流调节。论文是以单片机80C51f330为控制核心的硬件控制平台，包括频率、占空比可调并通过数码管显示、保护电路、驱动电路、显示电路等外围电路。在此基础上编写了相应的程序，完成了样机，并进行了整机调试，可以达到顺利加热。 通过实测波形的分析，实验限频电路可以很好的使电源工作在感性状态，驱动电路的驱动能力很好，增加了系统的安全性。系统硬件电路可靠，程序运行良好。
上传时间： 2022-05-30
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随着新理论、新器件、新技术的不断出现或成熟，功率超声技术在国民经济各个部门中日益广泛应用。超声波电源为超声波换能器提供电能，超声波换能器将电能转换为动能，完成超声波清洗、防垢除垢等功能。本文主要对高频超声波电源进行了理论分析与设计。 首先对超声波电源基本拓扑结构进行了分析，提出了超声波电源功放电路可以采用的三种方案：半桥功率放大电路、全桥功率放大电路、推挽功率放大电路。通过对比分析了各种方案的优点和缺点，确定了超声波电源功率放大电路的方案。针对超声波电源的具体要求，设计了整流滤波电路，功率放大电路、驱动电路、缓冲电路、功率反馈电路、保护电路。其中，给出了整流滤波电路和功率放大电路的参数计算。 其次对超声波换能器的特性进行了分析，介绍了超声波换能器的串联谐振频率和并联谐振频率。然后对几种常用的匹配网络进行了分析，包括单个电感的匹配、电感-电容匹配、改进的电感-电容匹配，分析了其优点和缺点。 然后由于超声波电源需具有性能高、功率大、成本低的特点，要求能较好适应超声波换能器阻抗变化、频率漂移等所带来的疑难问题。本文介绍了超声波电源几种常见的频率跟踪方案。本文研究的是一种传统的自激式超声波电源，串联谐振频率在20KHz左右，频率跟踪采用负载分压式反馈系统，在以前手动调节电感的基础上，通过在反馈回路添加通过AVR单片机控制数字电感来跟踪超声波换能器的谐振频率，易操作，能稳定运行。 最后在理论设计的基础上，对超声波电源各个组成电路进行了实际制作，在超声波电源与超声波换能器匹配无误、工作稳定后，对有关电路进行了现场试验验证。实验结果表明，该超声波电源具有一定的使用价值。
上传时间： 2022-06-08
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超声波换能器由于负载的变化以及外界环境的变化等因素，导致超声波电源的输出频率与谐振频率不匹配，从而使清洗效果不佳。超声波电源是超声清洗机的核心部分，为实现其高效稳定的工作，需要对其工作频率进行自动跟踪控制。为此，本文设计了基于单片机PIC16F886为控制核心的超声波电源，其额定输出功率为600W，工作频率为20kHz，并实现了对频率的实时跟踪控制。主要研究内容如下： 首先，根据超声波电源的性能指标要求，设计了超声波电源主电路系统，主电路系统由整流滤波电路、逆变电路、匹配电路等单元组成，逆变电路采用全桥逆变拓扑结构，文中对主电路系统进行了详细分析与设计，并采用Multisim仿真软件对主电路系统各个部分进行仿真。 其次，设计了超声波电源频率跟踪的控制方案，该控制方案采用锁相环频率跟踪的控制思路并结合PID控制方法。为此设计了相应的控制软件，采用C语言编写主程序、A/D转换程序、PID控制程序等。 最后，以PIC16F866单片机芯片为控制核心，设计了超声波电源控制系统，主要包括采样电路、驱动电路、单片机外围电路等，分析了其工作原理。并采用Proteus软件对控制系统进行仿真。仿真结果表明，所设计的超声波电源控制系统能实现频率自动跟踪，与超声波换能器相匹配，工作在谐振状态，达到了设计要求。
上传时间： 2022-06-11
上传用户：jason_vip1
在液体中发射足够大的超声波能量，液体会产生“空化效应”。“空化效应”是将超声频的振动加到清洗液中，液体内部会产生拉伸和压缩现象，液体拉伸时会产生气泡，液体压缩时气泡会被压碎破裂。超声波清洗的原理就是在清洗液中产生“空化效应”，气泡的产生与破裂产生强大的机械冲击力，用以清除物体表面的杂质、污垢和油腻。超声波清洗机的清洗速度快，可提高生产效率；操作实现自动化，不须人手接触清洗液，安全可靠，且节省人力；微小的气泡可以到达特殊造型的零部件深处，对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净，所以超声清洗应用更为广泛；清洗效果好，清洁度高且全部工件清洁度一致，实验显示，利用超声波清洗技术，可得到比风吹、浸润、蒸汽和刷子清洗更好的清洗效果。使用超声波达到清洗目的，需要有容器与清洗液、超声波换能器、超声波电源。超声波换能器是产生超声场的部件，超声波电源用以驱动超声波换能器，向其提供能量，使之产生超声场。通常的超声波清洗机是在匹配电路上加占空比为50%的交流方波信号。本设计采用频率自动跟踪的方式来使超声波换能器处于谐振，满足超声波电源与超声波换能器工作在最佳状态，使得整机达到最佳工作效率。功率检测电路调节脉冲电压的脉宽来改变超声波发生器的输出功率，以实现功率恒定。本文结合超声波电源发展的现状，并针对超声波清洗机对超声波电源的具体要求，提出了电源主电路和控制电路基本结构方案。并对电源的主电路和控制电路进行了理论设计和参数估算。设计了整流滤波电路、移相全桥变换器电路、功率控制电路、频率跟踪电路、匹配电路、驱动和保护电路等。文中还介绍了移相全桥的特点，具体分析了移相全桥变换的工作过程，并对移相全桥电路进行了相应的参数设计。文章最后应用PSPICE软件对整个系统进行了仿真分析，对理论设计进行修正。结果表明系统设计可行，性能指标基本可以满足设计要求。
上传时间： 2022-06-18
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目前市场上的音响功放电源大多采用线性稳压电源，其体积大、能耗高、效率低的特点越来越难以适应当今社会节能环保的需要。音响功放开关电源是顺应国家政策法规，适应市场需求而研制的高效节能电源，其具有功率智能检测，输出电压动态调整的功能，能大幅度提高音响系统的效率。文章分析了开关电源的技术特点，结合音响功放对电源的功能需求，提出了功率智能检测，输出电压动态调整的节能方案，并分别针对低端和高端市场设计了两款音响功放开关电源。低端电源考虑到成本因素，采用模拟器件构建，实现音响系统基本的功率调节功能。高端电源采用全桥移相软开关技术，实现电源本身的低耗高效工作，并采用数字信号处理器（DSP）作为控制模块的核心，其灵活的控制算法能够更加智能的使输出电压随输出功率动态调整，大大降低音响系统内部损耗，提高节能水平。文章针对两款开关电源提出了设计步骤，元器件参数的设计方法，对电路工作原理进行了详细的分析，针对DSP数控高端电源，提出了一种简单可靠的移相脉冲生成策略，设计了一种变参数积分分离Pl算法，并给出DSP控制的基本软件流程。然后制作样机，经实验调试，优化电路结构和元器件参数，实验结果满足设计技术指标。最后，从软硬件两方面着手，对电源设计的抗干扰措施提出基本的解决方案。
上传时间： 2022-06-18
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本文以超音频串联谐振式感应加热电源为研究对象，应用锁相环和PID技术，采用数字信号处理器（DSP）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）联合控制的数字化技术实现感应加热电源的频率跟踪和0~1800自由移相调功，为感应加热电源系统的数字化、信息化、柔性化、智能化控制提供了优质、可靠的技术基础。论文首先介绍了感应加热的基本原理及感应加热技术的发展动态。然后通过对感应加热电源中的主电路拓扑进行分析，比较串联谱振逆变电路与并联谐振逆变电路的优缺点，选择了更适合超音频感应加热电源的串联语振主电路。在确定了设计方案后，详细分析了电源的主电路结构并进行了系统各组成部分器件的参数计算和选取。通过对锁相环原理进行了分析，提出一种基于DSP的数字锁相环（DPLL）的实现方法。论文在分析和对比了感应加热电源的各种调功方式后，选择了移相调功对感应加热电源进行恒流调节。通过两种硬件方案的对比，确定了一种最佳方案，实现了基准臂与移相臂之间移相角的数字控制信号的产生。论文搭建了以TMS320LF2407A为控制核心的硬件控制平台。包括了采样电路、保护电路、驱动电路、显示电路等外围电路。在此基础上编制了系统的程序，完成了样机，并对其进行了整机联调，给出了电源的实测波形。实验结果证明基于DSP的DPLL完全可以胜任超音频的频率跟踪，系统硬件电路可靠，程序运行良好。
上传时间： 2022-06-19
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