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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现场可编程门阵列器件(FPGA)是一种新型集成电路,可以将众多的控制功能模块集成为一体,具有集成度高、实用性强、高性价比、便于开发等优点,因而具有广泛的应用前景。单相全桥逆变器是逆变器的一种基本拓扑结构,对它的研究可以为三相逆变器研究提供参考,因此对单相全桥逆变器的分析有着重要的意义。 本文研制了一种基于FPGA的SPWM数字控制器,并将其应用于单相逆变器进行了试验研究。主要研究内容包括:SPWM数字控制系统软件设计以及逆变器硬件电路设计,并对试验中发现的问题进行了深入分析,提出了相应的解决方案和减小波形失真的措施。在硬件设计方面,首先对双极性/单极性正弦脉宽调制技术进行分析,选用适合高频设计的双极性调制。其次,详细分析死区效应,采用通过判断输出电压电流之间的相位角预测桥臂电流极性方向,超前补偿波形失真的方案。最后,采用电压反馈实时检测技术,对PWM进行动态调整。在控制系统软件设计方面,采用FPGA自上而下的设计方法,对其控制系统进行了功能划分,完成了DDS标准正弦波发生器、三角波发生器、SPWM产生器以及加入死区补偿的PWM发生器、电流极性判断(零点判断模块和延时模块)和反馈等模块的设计。针对仿真和实验中的毛刺现象,分析其产生机理,给出常用的解决措施,改进了系统性能。
上传时间: 2013-07-06
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├电力电子课件动画 13篇 6.4M PPT版.rar 电力电子课件 附动画、习题 第1章 电力电子器件概述 第2章 整流电路 第3章 直流斩波电路 第4章 交流电力控制电路和交-交变频电路 第5章 逆变电路 第6章 脉宽调(PWM)技术 第7章 软开关技术 第8章 组合变流电路
上传时间: 2013-04-24
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感应电机由于具有可靠性好、结构简单、价格低廉和体积小等优点,成为生产实践中应用最广泛的一种电动机。然而,感应电机是一个多变量、强耦合、非线性的时变系统,这使得感应电机的控制十分复杂,尤其是在对控制精度要求比较高的场合,设计出高精度的感应电机控制系统变得非常困难。 针对高精度感应电机控制较困难的问题,本文分析了感应电机的数学建模方法及电机控制策略问题。在对感应电机的数学模型进行了数学推导的基础上,在Matlab/Simulink平台上建立了感应电机的电机模型,提出了一种感应电机控制系统仿真建模的新方法。对常用的数字脉宽调制方法进行了数学推导及仿真研究,并将模糊控制理论应用于感应电机的变频调速系统中,改善了传统PI控制器超调较大、响应较慢、鲁棒性差的缺点。仿真结果验证模糊PI控制方案的优越性。 在感应电机建模仿真的基础上,根据高精度感应电机控制器的需求及FPGA的特点,本文提出感应电机控制器的的设计方案。按照FPGA模块化设计思想,将整个系统进行了合理的划分,对SVPWM、Park变换、模糊PI控制器、反馈速度测量等重要模块的FPGA硬件实现算法进行了深入的研究。并在一些模块算法的设计上提出了自己的思路。各模块在Modelsim平台上完成功能仿真后并下载到Spartan-3E开发板上完成硬件验证。
上传时间: 2013-04-24
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· 摘要: 本文研究了由线性反馈移位寄存器(Linear Feedback Shift Registers,LFSR)生成m序列的原理,并对LFSR电路结构作了改进,利用基于现代DSP技术的DSP Builder软件,设计了一种周期、相位可调的m序列发生器.经调试与仿真,结果表明该方法硬件结构简单、开发周期短,为系统设计或测试带来很大的便利.
上传时间: 2013-07-18
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采用电流模脉宽调制控制方案的电池充电芯片设计,锯齿波信号的线性度较好,当负载电路减小时,自动进入Burst Mode状态提高系统的效率。整个电路基于1.0 μm 40 V CMOS工艺设计,通过Hspice完成了整体电路前仿真验证和后仿真,仿真结果表明,振荡电路的性能较好,可广泛应用在PWM等各种电子电路中。
上传时间: 2014-12-23
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2-1 何谓测量放大电路?对其基本要求是什么? 在测量控制系统中,用来放大传感器输出的微弱电压,电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路,亦称仪用放大电路。对其基本要求是:①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配;②一定的放大倍数和稳定的增益;③低噪声;④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移;⑤足够的带宽和转换速率(无畸变的放大瞬态信号);⑥高输入共模范围(如达几百伏)和高共模抑制比;⑦可调的闭环增益;⑧线性好、精度高;⑨成本低。 2-2 图2-2a所示斩波稳零放大电路中,为什么采用高、低频两个通道,即R3、C3组成的高频通道和调制、解调、交流放大器组成的低频通道? 采用高频通道是为了使斩波稳零放大电路能在较宽的频率范围内工作,而采用低频通道则能对微弱的直流或缓慢变化的信号进行低漂移和高精度的放大。 2-3 请参照图2-3,根据手册中LF347和CD4066的连接图(即引脚图),将集成运算放大器LF347和集成模拟开关CD4066接成自动调零放大电路。 LF347和CD4066接成的自动调零放大电路如图X2-1。
标签: 信号放大电路
上传时间: 2013-10-09
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开关电源并联系统中往往存在两个并联电源性能参数不同甚至差异较大的情况,因此不能采用传统的并联均流方案来平均分摊电流,这就需要按各个电源模块的输出能力分担输出功率。基于这种灵活性的需要,本设计在采用主从设置法设计并联均流开关电源的基础上新增加了单片机控制模块,实现了分流比可任意调节、各模块电流可实时监控的半智能化并联开关电源系统。实测结果表明,该并联开关电源系统分流比设置误差小于0.5%,具有总过流和单路过流保护功能。
上传时间: 2014-12-24
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为了推进光伏发电技术应用到居民家居生活中,提出了一套适用于家用小功率电器工作的光伏逆变系统。系统采用意法半导体公司的STM32F103VC作为控制系统的核心,运用软件方式产生SPWM波。逆变主拓扑回路采用两级全桥变换器,中间环节配合高频变压器升压。与传统的逆变器设计思路不同,前级全桥变换器采用SPWM波控制实现逆变取代以往恒定脉宽PWM控制,后级变换器作为频率50 Hz翻转开关来重构正弦波。该系统可将太阳能电池板输出的12 V电压转换为适用于家用电器工作的220 V/50 Hz交流电。
上传时间: 2013-11-17
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PT4115是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源,用于驱动一颗或者多颗串联LED。根据不同外部器件,芯片可以驱动高达数十瓦的LED。PT4115具有调光功能,通过DIM引脚实现模拟调光和宽范围PWM调光。当VDIM低于0.3V时,功率开关关断,芯片进入低功耗待机状态 主要技术参数 输入电压范围:6V to 40V 最大输出LED电流1.2A 5%的输出电流精度 高达97%的效率 极少的外部器件 复用DIM引脚进行LED开关、模拟调光和PWM调光 LED开路保护 LED过热保护 输出电流可调节 具有输入欠压保护功能 应用 低压LED射灯代替卤素灯 车载LED灯 LED备用灯 LED信号灯
上传时间: 2014-12-24
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