通过采用无桥PFC和半桥LLC谐振变换器作为数字开关电源的主变换拓扑,基于STM32系列微控制器的全数字控制PFC和DC-DC变换器,首先对数字化开关电源方案进行对比,然后阐述了200W数字开关电源整体方案,并对数字开关电源的无桥PFC和半桥LLC变换器进行系统研究。By using a bridgeless PFC and a half-bridge LLC resonant converter as the main conversion topology of the digital switching power supply,the all-digital control PFC and DC-DC converter based on the STM32 series of microcontrollers,firstly the digital switching power supply scheme is compared,and then the overall scheme of 200 W digital switching power supply is expounded, and the bridgeless PFC and half-bridge LLC converter of digital switching power supply are systematically studied.
标签： 数字开关电源
上传时间： 2022-04-02
上传用户：qingfengchizhu
PFC基础知识-PF的定义1功率因数（Power Factor）的定义是指输入有功功率（p）和视在功率（S）的比值；线性电路功率因数可用Cos表示，为正弦电流与正弦电压的相位差；但是由于整流电路中二极管的非线性，导致输入电流为严重的非正弦波形，用cosp已不能表示整流电路的功率因数；常规直接整流电路的滤波电容使输出电压平滑，但却使输入电流变为尖脉冲，并产生高次谐波分量。输入电流波形变，导致功率因数下降，污染电网，甚至造成电子设备损坏。引入功率因数校正是必要的利用功率因数校正技术可A/全跟踪交流输入电压波形，流输入电流波形完使输入电流波形皇纯正弦波，并且与输入电压波形相位，，此时整流器的货载可等效为纯电阻。根据常用功率因数校正方法可分为有源功率因数校正（APFC）技术与无源功率因数校正（PPFC）技术。它置于桥式整流器与滤波用电解电容器之间，实际上是一种DC-DC变换器。无源功率因数校正是利用电感和电容组成滤波器，对输入电容进行移相和整形。有源功率因数校正（APFC：Active Power Factor Correction），在负载即电力电子装置本身的整流器和滤波电容之间增加一个功率变换电路，将整流器的输入电流校正成为与电网电压同相位的正弦波，消除了谐波和无功电流，因而将电网功率因数提高到近似为1.APFC电路常用拓扑：升压式（Boost）降压式（Buck）升/降压式（Buck/Boost）反激式（Fly back）APFC电路形式：单极式 双极式单相PFC 三相PFCBoost变换电路是有源功率因数校正器主回路拓扑的极好选择。优点：输入电流连续，因而产生低的传导噪声和最好的输入电流波形；缺点：需要比输入峰值电压还要高的输出电压。
标签： pfc
上传时间： 2022-05-28
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人的耳朵能感受到的振荡频率在20-20000Hz范围的声波，超过人耳能感受到的声波频率以上的声波叫超声波。超声波有许多应用，有超声波清洗、超声波钻孔、超声波振动等。超声波振动是近几十年兴起的新事物，随着人们对超声波研究的不断深入，应用也日益广泛。 功率超声技术凭其独特的优点在国民经济各部门日益广泛应用。目前超声设备由采用大功率电子管或高频可控硅发展到全控型电子器件。随着新理论、新技术、新器件的不断出现和成熟，超声技术必将充分发挥其优势，在各领域产生更大作用。本文涉及的功率超声系统主要由高频超声波电源和压电振子两部分组成。高频超声波电源为压电振子提供电能，压电振子将电能转为动能。 超声波发生器的种类很多，大致可分为两种类型，机械型和电声型。机械型超声波发生器直接用机械方法使物体振动而产生超声波。常见的机械型超声波都是流体动力式的，即利用每秒几万次的频率断续从喷口喷出，撞击放在喷口前的空腔或簧片，引起共振在媒质中产生超声波。电声型超声波发生器是应用的最广泛的。它是利用电磁能量转换成机械波能量。 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。压控振荡器选用货源充足、价格低廉的TL494，可满足本设计要求。D类功率放大器就是开关功率放大器，选用高耐压的VMOS管，组成半桥电路，VMOS管的驱动采用变压器隔离倒相。由于超声波换能器的特性，超声波清洗机中的匹配电路包含两个：一个是功率匹配，一个是调谐匹配。前者是为了使超声波电源的输出内阻与负载阻抗相一致，采用变压器匹配方法。后者是使换能器呈现纯阻性，采用串联电感的方法。 本文对系统的总体设计方案、硬件和软件设计、单元电路及主要单元电路实验进行了详细地介绍。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： 2022-06-01
上传用户：得之我幸78
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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本书着眼于现代永磁同步电机控制原理分析及 MATLAB 仿真应用，系统地介绍了永磁同步电机控 制 系统的基本理论、基本方法和应用技术 。全 书分为 3 部分共 10 章，主要内容包括 三 相永磁同步电 机 的数学建模及矢量控制技术、 三 相电压源逆变器 PWM 技术、 三 相永磁同步电机的直接转矩控制、 三 相永磁同步电机的无传感器控制技术、六相永磁同步电机的数学建模及矢量控制技术、六相电压源逆变器 PWM 技术和五相永磁同步电机的数学建模及矢量控制技术等。每种控制技术都通过了 MATLAB 仿真建模并进行了仿真分析 。 本书各部分既有联系又相互独立，读者可 根据自己的需要选择学习 。本书可作为从事电气传动自动化、永磁同步电机控制、电力电子技术的工程技术人员的参考书，也可作为大专院校相关专业的教师、研究生和高年级本科生的参考书 。
上传时间： 2022-06-21
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三相可控整流电路的控制量可以很大，输出电压脉动较小，易滤波，控制滞后时间短，因此在工业中几乎都是采用三相可控整流电路。在电子设备中有时也会遇到功率较大的电源，例如几百瓦甚至超过1-2kw的电源，这时为了提高变压器的利用率，减小波纹系数，也常采用三相整流电路。另外由于三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次侧电流中含有直流分量，为此在应用中较少。而采用三相桥式全挖整流电路，可以有效的避免直流磁化作用。实际中，由于三相相控桥式整流电路输出电压脉动小、脉动频率高、网侧功率因数高以及动态响应快，在中、大功率领域中获得了广泛应用，但是三相半波相控整流电路是基础，其分析方法对研究其他整流电路非常有益。
上传时间： 2022-06-22
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负载的多样化，特别是负载功率的多变性，以及人们对设备成本投入的最低化和阶段化，需要适用面更广，稳定性更高，还需要具备冗余性和可扩容性的电源与之相适应。这些都对传统的集中式电源提出了挑战，随着模块化分布式电源的技术发展，模块电源系统已成为现在和未来电源的发展趋势。本文以220V交流输入，42V-58V直流输出的AC/DC型模块电源单元为研究对象，选用PFC+LLC谐振回路为主电路拓扑。首先介绍了PFC主电路和控制芯片，给出主要参数的设计，并介绍PFC电路的保护和延时电路；然后分析LLC谐振变换器的工作原理，讨论LLC谐振变换器的主要特性，给出主要参数的设计，并介绍了LLC谐振变换器的控制方案和控制芯片，再次介绍了均流控制方法，重点研究分析了最大电流均流法和限流最大电流均流控制，提出了非选择性共同控制模式和选择性控制模式两种均流控制方案。最后设计制作220V交流输入，输出功率3kW的模块电源，并进行了不同谐振频率（40kHz1与100kHz）以及不同电路布局下的对比试验研究，以谐振频率为100kHz的模块电源为例，进行了并机均流试验研究，给出了试验波形和结果。通过对试验结果的分析，验证了设计的可行性。最后分析了不足之处以及今后可能的改进方向。
上传时间： 2022-07-09
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本文对直驱式变速恒频风力发电领域的关键技术从理论到仿真进行了较为全面深入的研究，在详细分析直驱式风力发电系统的特点和已有最大功率跟踪算法的基础上，确立了由梯形波永磁同步发电机、三相不可控整流桥、直流升压电路、全桥逆变器构成的并网主电路拓扑结构，提出了通过控制直流升压电路的占空比，以使风机获得最大功率的跟踪算法，同时增加速度估算控制方法，以提高系统的响应速度。 由直流升压电路中储能大电感的存在，迫使发电机的各相电流为梯形波，为了发电机输出功率平稳，减小系统的转矩脉动，则发电机的电动势最好是梯形波。梯形波永磁同步发电机发出的三相电压为梯形波，通过整流桥整流之后，获得脉动较小的整流直流电压，特别适合于大电感滤波，同时电磁转矩脉动小，系统振动噪声低。该电机可以和风力机直接耦合，适用于大型低速风力发电系统。三相不可控整流具有可靠性高，简化硬件电路；直流变换电路可将整流后的直流电压提升到逆变器所需的幅值基本恒定的直流电压，经逆变器逆变后并网。最大功率跟踪算法的提出能够使风电系统快速跟踪风速的变化，维持最佳叶尖速比，捕获最大风能。 本文还利用仿真软件MATLAB/Simulink平台搭建了仿真模块并进行了动态仿真，对所设计的最大功率跟踪算法进行仿真分析。结果表明，该算法具有较快的系统响应，速度估算器也能较快的跟踪变化的实际转速。
上传时间： 2013-04-24
上传用户：libinxny
随着焊接技术、控制技术以及计算机信息技术的发展，对于数字化焊机系统的研究已经成为热点，本文开展了对数字化IGBT逆变焊机控制系统的研究工作，设计了数字化逆变焊机的主电路和控制系统的硬件部分。 本文首先介绍了“数字化焊机”的概念，分析了数字化焊机较传统的焊机的优势，然后结合当前数字化焊机的国内外发展形势，针对数字信号处理技术的特点，阐明了进行本课题研究的必要性和研究内容。文章随后列出了整个数字化逆变焊机的设计思路和方案，简要介绍了数字信号处理器(DSP-Digital SignalProcessing)的特点，较为详细地解释了以DSP为核心的控制系统设计过程。根据弧焊电源控制的要求，选择了控制器的DSP型号。 逆变焊机的主电路采用输出功率较大的IGBT全桥式逆变结构(逆变频率20KHz)，由输入整流滤波电路、逆变电路、中频变压器、输出整流电路和输出直流电抗器组成。文中简略介绍了主电路的设计要点及元件的选型和参数的计算，并对所设计的主电路进行了Matlab计算机仿真研究。 在控制系统的设计中，采用TI(美国德州仪器)公司的DSP(TMS320LF2407)芯片作为CPU，由于其速度快(40MHz)、精度高(16bits)等特点，为弧焊逆变器控制系统真正实现数字化提供了条件。在DSP最小系统、电压电流采样调理模块、保护模块、键盘与显示模块等主要模块的作用下对整个焊接电源进行了实时的闭环控制与焊接过程的实时监控。控制电路采用脉宽调制方式(PWM)进行输出控制，即：控制IGBT的导通时间来实现焊机输出功率与输出特性的控制。设计了专门的“分频电路”，DSP输出的控制脉冲经过“分频电路”分成两路后，再经IGBT专用驱动模块M57959L，进行功率放大后，触发IGBT。DSP对输出电流和电弧电压进行实时采样，采用离散的PI控制算法计算后，输出相应的控制量来实时调节IGBT驱动脉冲的脉宽，进而调制输出电流，达到控制焊机输出的目的。 经过实验，得到了相应的输出电压电流波形、PWM波形和IGBT门极驱动的实验波形，该控制系统基本符合逆变焊机的工作要求。 最后，在对本文做简要总结的基础上，对于本逆变焊机的进一步完善工作提出了建议，为数字化焊机控制系统今后更加深入的研究奠定了良好的基础。
上传时间： 2013-08-01
上传用户：x4587
交流电机，特别是异步笼型电机，因具有结构简单，坚固耐用，价格便宜等特点而得到广泛应用。经过一个多世纪的发展，其调速方法同趋成熟，而交流调速的最理想方法还是变频调速。随着工业需求的快速增长，高压大功率成为发展的必然趋势，但是在中高压大功率调速领域，大都采用电动机定速运行。 直到20世界末采用全控型电力电子器件的高压大功率交流变频调速产品诞生，大功率传动领域巨大节能需求得到释放。多电平功率变换技术可以使耐压值较低的全控型电力电子器件可靠应用于高压大功率领域，并有效减少PWM控制产生的高次谐波。当前，级联式多电平功率变换电路在高压电机调速和电力系统无功补偿领域已获得实际应用。 本课题以10kV，250kW高压变频器为背景，主要研究级联式多电平高压变频器在异步电机控制领域的应用。在对高压变频器工作原理与结构设计研究的同时，对主电路进行谐波改善分析。高压变频器很难做成通用变频器，所以最好设计与之相适应的高压变频电机。通过对这种新型电机设计的研究，更好地发挥了变频调速技术的优势。在本课题中，还采用了MATLAB7.0/Simulink6.0仿真软件，对功率单元移相多重化进行了仿真，为进一步的研究做准备。 依照本课题的研究，最终目的是为高压变频器在异步电机控制领域的应用作结构优化，器件搭配的指导，并在运行过程中通过调试和仿真提供不断改善的最佳方案。
上传时间： 2013-05-17
上传用户：WMC_geophy
