一、输出电压可宽范围调节的开关电源实现策略(论文文献综述)
刘健[1](2021)在《开关变换器的数字控制及提高信噪比研究》文中提出开关变换器是工作在高频状态下的功率转换装置,因具有高效率、高功率密度的优点而被广泛应用,有模拟和数字控制方式,相对于模拟控制方式,数字控制以其优越的管理和监控性能,可以提升系统的灵活性。但是数字控制需要外围辅助电路的配合,辅助电路中的噪声干扰是数字控制不可忽略的问题,它会极大影响数字控制的精度。本文开关变换器的数字控制及提高信噪比研究以图腾柱无桥PFC为载体,对数字控制和信号调理技术展开深入的研究。通过对具有代表性的传统有桥PFC和四种无桥PFC的共模干扰,元器件数量比较和详细分析后,选择优势明显的双向型图腾柱无桥PFC拓扑进行研究,分析了该拓扑工作时的模态,为该拓扑的数字控制做铺垫。双向型图腾柱无桥PFC拓扑常用CCM,CRM,DCM三种控制方式,且在电流临界模式下动态性能好,一定条件下可以实现谷底开关,降低开关损耗,但该控制策略下解决电感电流过零点的问题,分析了三种常见电流过零检测方式,选用了一种电流过零信号检测获取电路,该信号同时作为数字控制PWM调制波的起始触发信号,控制高频管的开启时序。通过分析临界导通模式的图腾柱无桥PFC电路模态,引入平均电流注入法建立了CRM模式下的小信号模型,使用MATLAB/Sisotool工具箱对电压环补偿器进行设计,保证系统稳定性。根据DSP28035的数字控制特点,设计了对外围辅助电路,并实现了对高频管的变频控制,采样频率、采样点和控制时序的选取。针对数字控制外围辅助电路的噪声,先局部计算电流采样电路的直流误差和交流噪声值,用Pspice软件仿真验证了噪声计算的正确性,并设计了补偿电路抑制噪声,达到了较好的噪声抑制效果;然后采用拟合系统误差曲线的方法,通过软件对误差整体校正;最后分析数字芯片的处理误差并给出减少误差的参考方法,实现开关变换器控制信号的信噪比提高。最后通过试验进行验证。研制了一台300W的图腾柱无桥PFC样机,通过对样机输入输出特性、关键工作状态、系统效率点进行测试,得到的波形和实验数据均在理论设计范围内,证明了理论设计的正确性。
白尚维[2](2021)在《大功率开关电源拓扑电路的设计与研究》文中提出
景晓鹃[3](2021)在《油气井下宽范围输入的不间断稳压电源研究》文中认为随着油气开采技术的发展,随钻测井仪器和井下导向控制工具等井下仪器对电源要求越来越高,鉴于涡轮发电机能适应井下极端环境、工作寿命长,已成为井下仪器的主要供电设备。但是,钻井工艺所要求的钻井液流量呈大范围波动,使得涡轮发电机的输出电压随之宽范围变化,不仅导致供电质量下降甚至会导致井下仪器功能失效,而且一旦涡轮电机故障,就会导致供电中断,影响井下仪器的可靠稳定运行。本文针对以上问题,采用理论分析、电路设计和仿真分析相结合的方法,提出了一种油气井下宽范围输入的不间断稳压电源方案,并通过实验测试验证了该方案的正确性和可行性。主要研究内容与阶段性研究成果如下:1、研究了由钻井液流量的大范围波动引起的井下电源对宽范围输入电压的适应性问题,对比分析了常用的DC-DC变换器拓扑的稳压特性及适用场合,提出了隔离型SEPIC变换器级联BUCK变换器的两级式DC-DC稳压拓扑结构,在宽范围输入的条件下,最终输出稳定的直流电。2、研究了由井下极端环境、涡轮电机故障等因素引起的井下电源供电可靠性问题;选用锂电池组作为备用电源,基于电源复用器,提出了油气井下主、备两路独立电源的无间断切换控制方法,确保主电源故障时备用电源能够快速投用,提高井下仪器供电可靠性。3、设计了主电路前后级变换器电路,构建了基于峰值电流控制的隔离型SEPIC变换器的控制环路,MATLAB建模仿真研究表明,在15至120伏特的输入电压范围内,SEPIC变换器能保持基本稳定的45伏特的输出电压。建立了BUCK变换器电路的小信号模型,设计了基于单电压控制的BUCK变换器的控制环路及环路补偿网络,可以进一步将45伏特的电压变换为稳定的12伏特的输出电压。4、设计了硬件电路,制作了原理样机并进行了实验研究。实验结果表明,输入电压在15~120伏特范围内变化时,输出电压稳定在12伏特,最大电压纹波为183毫伏;当主电源故障时能自动切换至备用电源供电,切换时间在3.1微秒以内,验证了油气井下宽范围输入的不间断稳压电源系统方案的正确性和可行性。这些研究成果可为进一步研究以涡轮发电机为输入的井下电源技术提供技术参考。
孙鹏翔[4](2021)在《基于FPGA的Buck型开关电源设计与仿真》文中研究表明开关电源的发展趋势向着更高的开关频率、更低的系统损耗和全数字化方向发展。而FPGA的显着优势恰恰与当前高端电源高频化和复杂化的发展相契合,使其在开关电源技术研究方向的应用日益广泛。本研究利用Model Sim和MATLAB/Simulink联合仿真,设计验证了基于FPGA的Buck型开关电源系统。利用联合仿真的优势实现了算法与硬件验证,提高了设计效率和设计的准确性。使用位置式PID算法改善系统超调量,使系统具有可靠性高、超调小、纹波小等特点。本研究首先以Buck变换器为主拓扑,通过状态空间平均法建立了小信号模型,推导了系统传递函数,设计了电路参数,为数字控制设计奠定基础。数字控制器包括ADC转换器、数字PID补偿器以及数字PWM三部分。分析并设计了ADC模块的分辨率和采样频率、并对ADC芯片进行选型;研究了数字PWM的工作机制并根据实际选取了计数式DPWM,确定了PWM分辨率;对PID控制算法进行研究并借助MATLAB工具对闭环系统进行了补偿分析,系统相位裕度达到45度;选取了离散位置式PID实现并利用ZN法进行参数整定,为基于FPGA数字控制的系统设计提供了依据。基于FPGA对数字控制器的关键模块进行设计和Modelsim仿真验证,并在Quartus II平台下对系统顶层模块进行RTL级分析,在Modelsim中对数字控制器进行了仿真验证。基于Simulink软件对数字变换器进行了建模和仿真,对数字变换器的模块设计进行了验证。随后本研究在Quartus、Model Sim开发平台的基础上,使用Cosimulation Wizard工具实现了Model Sim与MATLAB/Simulink联合仿真,解决了Modelsim软件无法单独验证数字开关电源这类数模混合式电路系统的问题,并详细介绍了联合仿真的实验过程,将FPGA程序与功率级硬件电路联合仿真,验证了基于FPGA的Buck型开关电源系统。仿真结果显示系统输出电压稳定在1.8V上下,系统超调量约8.3%,电压纹波约15m V,电源效率达到86.4%,系统动态调整时间较短,达到了较好的设计指标。最后通过模拟负载突变情况验证了数字电源系统稳态性能良好并具有一定的动态调节能力。
刘胜斌[5](2021)在《LLC谐振变换器系统及控制策略的研究》文中提出随着科学技术的不断发展,生产生活中对电源的技术要求越来越高,开关电源正向着高效率高功率密度前进,高功率密度必然与开关器件的频率有莫大的关系,而且随着器件开关频率的不断上升,硬开关损耗也会急剧增加,从而导致效率降低,所以当前的硬开关电源已经不能再满足我们的日常需求。谐振变换器利用软开关的技术手段大大降低了开关损耗,可以使开关频率提升一个等级,提高了效率和功率密度,得到了大家广泛的关注和应用。LLC谐振变换器因其良好的软开关特性,已被应用到新能源、航天系统、电动汽车、数据中心等多个领域。目前LLC谐振变换器常用的工作模式为变频模式和移相模式,这两种工作模式都是基于PI控制器的控制方法,但是PI控制器本身不具备良好的动态响应,如果系统需要更快的响应速度,则PI控制器不能满足系统需求。本文提出LLC谐振变换器的自抗扰控制(ADRC),包括非线性ADRC和线性ADRC,非线性ADRC具有更快的动态响应速度,在满足稳态效果的同时,可以很好地解决动态响应慢的问题,因此本文将重点突出非线性ADRC的优点。为了突出非线性ADRC控制器的优点,本文分析对比了LLC系统基于三种控制器(非线性ADRC、PI控制器、线性ADRC)的基本特性。首先详细讨论了全桥LLC谐振变换器在两种工作模式下的工作原理,同时利用基波分析法对LLC系统在变频模式下的稳态特性进行了分析,利用时域分析法对LLC系统在移相模式下的稳态特性进行了分析。对于变频工作模式,推导了全桥LLC系统的小信号模型,根据小信号模型设计了PI补偿环节。对于两种工作模式,分别建立了其基于PI控制器的仿真并分析了稳态和动态性能。然后介绍了非线性ADRC和线性ADRC的基本原理,同时基于ADRC控制器,对两种工作模式分别建立了仿真,通过仿真分析了非线性ADRC优越的动态性能指标。最后完成了实验参数的设计和硬件电路的设计,制作了一台全桥LLC谐振变换器样机,实验结果证明了在满足系统稳态性能的前提下,非线性ADRC控制方法具有更好的动态性能。
程学会[6](2021)在《基于半桥谐振变换器的控制策略研究》文中进行了进一步梳理宽输入电压范围常常被用在光伏发电,风力发电和电动汽车等电力领域中。LLC谐振变换器是适用于宽输入电压范围的DC/DC变换器。本文首先介绍了LLC谐振变换器的背景意义和国内外研究现状,详细阐明了半桥谐振变换器的工作特点,并分析了模拟控制和数字控制的优缺点。其次根据谐振变换器的各个基本拓扑结构特点,给出了LLC谐振变换器的拓扑结构。本文随后根据主电路拓扑结构图推导出在传统L型等效模型和T型等效模型下不同的电压增益函数,并对谐振变换器的过载短路特性,MOSFET管零电压实现条件,高电压增益特性以及MOSFET管失效原因进行了分析。最后根据电压增益曲线图选取品质因数Q值和电感系数k值,再根据选取值计算主电路的变压器参数,谐振电感参数,MOSFET管参数,整流二极管参数和输出滤波电容参数。介绍了模拟环路补偿和数字环路补偿的基本原理,推导出了数学模型以及给出了反馈参数设计流程,通过开环仿真选取穿越频率点和相位裕度进而计算出环路补偿参数值,搭建闭环仿真观察系统的动态响应。数字环路补偿仿真近似出谐振变换器的电压增益函数,根据电压增益函数Bode图选取三型补偿参数值,最后搭建闭环仿真验证系统的动态性能。最后以TI芯片为核心搭建实验电路板,详细介绍了数字芯片的特点,设计了驱动电路参数和采样电路参数,给出了控制系统的软件设计,分析了双环竞争算法的基本原理,给出了其参数设计,实验结果验证了双环竞争算法的有效性。
宫庆德[7](2021)在《Flyback型开关电源数字化设计与实现》文中研究说明市面常用的一类光伏晶硅板输出在30VDC左右,此类电源并不能直接应用于所有电子设备。若电子设备的使用电压为其它伏值时,需要对该电源进行电能变换。本文采用反激变换器(Flyback)实现30VDC-5VDC的电能变换,供光伏系统相关设备直接使用。对于闭环控制的开关电源系统而言,一般的线性控制策略对参数变化非常敏感,使得系统易振荡、稳态精度低且动态性能弱,很难满足系统的性能要求。在此背景下,高精度的非线性数字控制策略逐渐应用到直流-直流(DC-DC)变换器的控制中。本文围绕Flyback变换器进行研究,构建了基于自适应模糊-DPID非线性控制策略,论文主要工作如下:(1)分析了Flyback变换器电路拓扑的工作原理,采用状态空间平均法建立了该变换器在连续及断续工作模式下的交流小信号模型。(2)分析了PID控制策略,利用Matlab-sisotool工具箱,通过改变控制器零极点的方式得到了频域性能指标最优时的控制器传递函数;对PID进行了离散化处理,采用零极点匹配映射法与后向差分法相结合的一种方式反向推出控制器结构,完成了参数整定。(3)在Matlab/Simulink软件平台下,分别对功率级反激电路,控制级的DPID、数字脉冲宽度调制器(DPWM)以及模数转换器(ADC)模块进行了建模和调试;详细介绍了在Matlab-FIS软件环境下基于查找表方式的模糊(Fuzzy)算法设计过程以及所做的相应工作,包括偏差变化率模块、模糊子集、模糊推理规则查找表等的设计过程;利用Matlab的模糊规则观测器观测了模糊算法的设计效果,实现了预期设计要求。(4)针对DPID算法与自适应模糊算法单独使用时的不足,本文给出了基于查找表方式的自适应Fuzzy-DPID控制策略,并进行了具体的设计说明与数值仿真。根据控制系统的内部运行机制,完成了自适应Fuzzy-DPID控制系统的层次化设计,可实现在状态机时序控制下控制器各子模块的有序配合运行;由频率特性分析及在Matlab/Simulink中进行的系统综合仿真来看,各项指标均已达到了设计要求;最后选取设计所需的现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、ADC芯片及其它电路器件,完成了电源硬件系统设计。
施怡乐[8](2021)在《移相全桥数字电源动态性能控制策略的研究》文中指出随着时代的发展和科技的进步,大功率用电领域对供电电源的要求也越来越高,更高功率密度、更高智能化实现以及更高可靠性已成为电源新的发展方向。将移相控制技术与数字控制技术相结合的移相全桥数字电源,在谐振电路的基础上对全桥功率调整管的导通时序移相并结合数字控制来代替传统模拟控制,具有高功率密度和高智能化实现的优势。移相全桥数字电源具有高功率密度和智能化实现优势的同时,也因其非线性时变、离散采样延时、高频电压尖峰的系统特性,在大功率电流输出应用时,难以实现电源负载变化下输出电流的快速、平稳调节,出现调节时间长、超调量大的动态性能问题。且动态性能作为电源可靠性的重要评价指标,因此实现移相全桥数字电源动态性能的优化具有重要意义。本文以大功率电流输出的移相全桥数字电源为研究对象。通过广泛查阅国内外相关文献以后,在移相全桥数字电源工作原理的基础上对影响其动态性能的系统特性进行了分析;完成了移相全桥数字电源输入占空比到输出电流的小信号动态模型的推导;提出了一种将量化因子改进型的自适应模糊PID控制算法与自适应寻优的社会蜘蛛智能优化算法相结合的控制策略用于移相全桥数字电源动态性能的优化,通过仿真试验验证,实现了移相全桥数字电源超调量14.79%(≤15%)、调节时间10ms(≤10ms)的设计指标。最后搭建了移相全桥数字电源试验样机,对移相全桥数字电源动态性能控制策略研究的有效性进行验证,结果表明负载±20%变化率下的移相全桥数字电源动态性能优化具有一定的有效性。具体研究主要包括以下四个方面工作:1.模糊自适应PID控制算法研究。移相全桥数字电源属于非线性时变系统,采用传统的线性控制策略,往往难以对非线性时变系统的输出波动进行快速、平稳地调节。采用自适应模糊PID控制算法能够以系统输出误差和误差变化率作为控制器输入,通过非线性控制决策的方式,得到PID控制参数的调整量,实现系统的非线性控制。课题研究的移相全桥数字电源具有输出电流大的特性,采用传统的模糊自适应PID控制算法难以实现模糊论域到系统输出的全映射,出现控制量缺失问题,影响其动态性能的优化。提出了一种量化因子改进型的自适应模糊PID控制算法,即在模糊量化环节中引入量化因子在线调整函数,通过论域伸缩的方式,实现模糊论域到系统输出的全映射,进而抑制系统输出波动的超调。2.社会蜘蛛智能优化算法SSA(Social spider intelligent optimization algorithm)研究。SSA具有短期迭代收敛速度快、寻优精度高的特点。为提高其在低维问题求解时的收敛速度和寻优精度,提出了一种自适应寻优的社会蜘蛛智能优化算法,引入带权重因子的自适应函数和最有领域扰动策略,使蜘蛛群体振动感知随迭代增加而减小,并结合贪婪机制使算法的每次迭代都能摒弃次等寻优目标,选择最优目标进行游走。改进后的SSA算法相较于传统SSA、人工鱼群、蝙蝠群智能优化算法具有更高的寻优精度和收敛速度。3.基于改进型SSA的量化因子改进型自适应模糊PID控制算法研究。受移相全桥数字电源离散采样延时特性和自适应模糊PID控制算法初始PID控制参数的影响。当前周期计算的基于初始PID控制参数的调整量,只能用于下一个周期的控制,当前控制量达不到理论计算控制量的控制标准,出现往复式调整,进而造成输出波动调节时间增加,难以满足超调量≤15%、调节时间≤10ms的设计指标。提出了一种基于改进型SSA的量化因子改进型自适应模糊PID控制算法,通过增加算法全局寻优能力的方式,来提高自适应模糊PID初始控制参数的精度,进而缩短移相全桥数字电源电流输出波动的调节时间。4.算法有效性验证研究。采用量化因子改进型自适应模糊PID的移相全桥数字电源,能够实现单位阶跃信号响应下的超调量为0、调节时间100ms左右。采用改进型社会蜘蛛智能优化算法与量化因子改进型自适应模糊PID算法相结合的改进型控制策略的移相全桥数字电源,能够实现单位阶跃信号响应下的超调量为14.79%、调节时间为10ms。综上所述,本文提出的改进型控制策略能够满足设计指标超调≤15%、调节时间≤10ms的要求。为验证所提出的改进型控制策略在实物平台中的可用性搭建了一台1.2KW实验样机,结果表明采用改进型控制策略的移相全桥数字电源样机能够完成PWM控制信号输出、功率转换功能以及一定程度上的动态性能优化(调节时间≤10ms)。
王群杰[9](2021)在《PSR反激式变换器数字化恒流控制策略研究》文中提出近年来,反激式变换器因其变压器电感取值灵活、能够实现升降压同步、具有电气隔离功能等优势,在LED等要求高质量恒流输入特性的驱动电路设计中备受青睐。在电子产品高度智能化、集成化的发展进程中,数字化电源因其灵活的可编程性以及更加精简的电路设计方案等优点,使其更加符合现代产品的设计需求。因而,开关电源的数字化实现逐渐成为当前电力电子学科的一个重要的研究分支。本文以反激式变换器为主电路拓扑,提出一种数字化控制策略,据此设计了一款原边反馈反激式数字控制恒流驱动电路。论文主要工作如下:(1)在分析反激式变换器工作原理的基础上,首先讨论了CCM/DCM工作模式下该变换器关键器件的工作特性,然后对原边反馈反激式变换器进行了功率级电路设计;最后,采用MATLAB/Simulink软件验证了DCM工作模式下功率级电路设计的合理性及正确性。(2)推导了驱动电路的软启动/恒流切换依据,给出了恒流控制原理,构建了数字控制器内部的模块结构。软启动/恒流切换模块的设置可以有效抑制浪涌电流、确保反激式变换器平稳进入恒流状态;基于恒流控制原理设计的去磁时间采样及计数器调制模块,与控制信号生成模块协同工作,达到了自动调节开关导通信号的目的。(3)在Quartus II中通过Verilog HDL语言编写了各模块的代码,利用Model Sim验证了各模块的逻辑功能,同时形成了数字控制器的HDL模块;通过Simulink构建了原边反馈AC-DC反激式数字控制恒流LED驱动电路的仿真模型;利用Model Sim与Simulink搭建了联合仿真实验平台,通过利用多软件联调以验证设计方案的可行性。研究结果表明,驱动电路运行在恒流状态时数字控制器的去磁时间与开关周期比值恒定,输出恒流2A,纹波约为2.3%,达到了设计指标。综上所述,本文所设计的驱动电路可以稳定可靠工作,恒流精度完全满足LED的应用需求。
李岩[10](2021)在《基于快响应用的宇航数字DC/DC变换器设计》文中认为卫星电源系统是一个结构复杂的整机系统,其中DC/DC(DC全称为direct current,代表直流电)变换器是星载电源系统中不可或缺的重要模块。由于恶劣的太空环境,现阶段的DC/DC变换器主要通过集成IC进行模拟控制,可靠性高、性能稳定。但是随着软件定义卫星的发展与变革,因其灵活的功能结构,导致以模拟控制为主的星载DC/DC变换器难以胜任,与软件定义卫星相配套的星载开关电源必将走向数字化控制的道路。主体设计主要分为硬件电路部分与数字控制平台两个模块。硬件电路部分主要包括主功率拓扑电路、保护电路、浪涌抑制电路等,其中主功率拓扑电路采用的是正激式拓扑电路,功率变压器采用的是平面型变压器,相较于传统的罐型、EE型、RM型等磁芯的变压器,散热性能更好,可靠性更高;数字控制平台设计了一种以DSP+FPGA为核心的组合架构控制平台。DSP作为主控制器采用TMS320F28335芯片,其主要功能是进行控制算法的运算,通过调控PWM信号控制功率开关管,根据不同占空比实现整机的可调控宽范围输出;而FPGA作为接口控制器采用的是XC6SLX16芯片,其通过并行通信的方式与DSP进行高速数据通信,其主要通过外部通信负载的指令对DSP进行实时调控,以此达到可变输出电压的目的,同时也通过对DSP的调控降低开关电源的静态损耗、电磁干扰等。最后通过对原理样机的整机测试与功能验证,实现了DC/DC开关电源的可调宽范围输出,以及DSP与FPGA的快速数据通信等功能。本课题以DSP+FPGA为数字控制平台,以单端正激式拓扑电路为基础完成了快响应用的星载DC/DC变换器设计与原理样机搭建,对未来软件定卫星的配套DC/DC变换器的研制提供了基础。
二、输出电压可宽范围调节的开关电源实现策略(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、输出电压可宽范围调节的开关电源实现策略(论文提纲范文)
(1)开关变换器的数字控制及提高信噪比研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景与意义 |
1.1.1 开关变换器的研究背景 |
1.1.2 数字控制的研究意义 |
1.2 数字控制的国内外研究现状 |
1.3 论文的主要研究内容 |
第二章 开关变换器及其控制方案 |
2.1 AC/DC开关变换器 |
2.1.1 基本拓扑结构 |
2.1.2 四种单相无桥PFC变换器对比 |
2.2 图腾柱无桥PFC电路特性分析 |
2.2.1 拓扑结构及模态分析 |
2.2.2 电路暂态分析 |
2.3 图腾柱无桥PFC控制策略对比 |
2.3.1 连续导通模式 |
2.3.2 临界导通模式 |
2.3.3 断续导通模式 |
2.4 电感电流过零检测电路分析 |
2.4.1 常用电流过零检测电路 |
2.4.2 桥臂串联电流检测电路 |
2.5 本章小结 |
第三章 硬件设计及采样电路优化 |
3.1 系统的硬件结构设计 |
3.2 功率元器件设计 |
3.2.1 升压电感设计 |
3.2.2 输出电容设计 |
3.2.3 开关器件选择 |
3.3 辅助电路设计 |
3.3.1 隔离供电电路设计 |
3.3.2 隔离驱动电路设计 |
3.3.3 正负半周极性判断电路设计 |
3.4 电流采样电路优化 |
3.4.1 ADC驱动电路RC的选择 |
3.4.2 运算放大器噪声理论 |
3.4.3 运算放大器噪声计算 |
3.4.4 调理电路噪声补偿 |
3.5 软件校正系统误差 |
3.5.1 电压采样及调理电路误差分析 |
3.5.2 基于曲线拟合减少系统误差 |
3.6 本章小结 |
第四章 数字控制设计及误差分析 |
4.1 小信号建模及稳定性分析 |
4.1.1 小信号建模 |
4.1.2 小信号仿真验证 |
4.1.3 补偿器设计 |
4.2 .系统数字控制方案设计 |
4.2.1 控制芯片功能概述 |
4.2.2 整体控制策略设计 |
4.2.3 程序模块化配置 |
4.2.4 采样频率及采样点的选择 |
4.3 控制仿真验证 |
4.4 数字信号处理误差分析 |
4.4.1 ADC采样延时误差 |
4.4.2 ADC量化误差 |
4.4.3 PID运算误差 |
4.4.4 DPWM量化误差 |
4.5 本章小结 |
第五章 实验验证及数据分析 |
5.1 实验中使用的主要仪器 |
5.2 实验平台介绍 |
5.3 波形测试 |
5.3.1 驱动波形测试 |
5.3.2 输入输出测试 |
5.3.3 电压纹波测试 |
5.3.4 电流过零点验证 |
5.3.5 谷底开通验证 |
5.4 样机性能测试 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(3)油气井下宽范围输入的不间断稳压电源研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 宽范围输入的稳压电源技术国内外研究现状 |
1.2.1 宽范围输入的稳压电源技术国外研究现状 |
1.2.2 宽范围输入的稳压电源技术国内研究现状 |
1.3 多电源供电切换控制技术国内研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
1.5 论文结构 |
第二章 宽范围输入的不间断稳压电源总体方案 |
2.1 直流稳压电源 |
2.1.1 线性稳压电源 |
2.1.2 开关电源 |
2.2 功率因数校正技术 |
2.2.1 功率因数校正方法的选择 |
2.2.2 功率因数校正电路拓扑的选择 |
2.3 宽范围输入的不间断稳压电源总体方案设计 |
2.3.1 宽范围输入的不间断稳压电源功能要求 |
2.3.2 稳压方案主电路拓扑设计 |
2.3.3 井下主备电源无间断切换控制方案设计 |
2.4 本章小结 |
第三章 前级变换器一次稳压方案设计 |
3.1 隔离型SEPIC变换器工作原理分析 |
3.1.1 SEPIC变换器工作原理分析 |
3.1.2 隔离型SEPIC变换器原理 |
3.2 隔离型SEPIC变换器电路参数设计 |
3.2.1 隔离型SEPIC变换器电路设计原则 |
3.2.2 隔离型SEPIC变换器参数设计 |
3.3 隔离型SEPIC变换器控制环路设计 |
3.3.1 控制方式的选取 |
3.3.2 控制环路设计 |
3.4 隔离型SEPIC变换器电路仿真分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 后级变换器二次稳压方案设计 |
4.1 BUCK变换器工作原理分析 |
4.2 BUCK变换器小信号模型 |
4.3 BUCK变换器电路参数设计 |
4.4 BUCK变换器控制环路设计 |
4.5 本章小结 |
第五章 电源样机研制 |
5.1 电源主电路实现 |
5.2 电源稳压控制电路实现 |
5.2.1 隔离型SEPIC变换器稳压控制电路实现 |
5.2.2 BUCK变换器稳压控制电路实现 |
5.3 主备电源切换控制电路实现 |
5.4 辅助电路设计 |
5.5 电源样机实现与实验测试 |
5.5.1 电源样机实现 |
5.5.2 主电路实验结果分析 |
5.5.3 主备电源切换控制电路实验结果分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间获得的学术成果及参加科研情况 |
(4)基于FPGA的Buck型开关电源设计与仿真(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文的主要工作内容与章节分配 |
第2章 Buck变换器建模及参数设计 |
2.1 Buck变换器简介 |
2.2 Buck变换器工作模式 |
2.3 功率级建模 |
2.4 参数设计 |
2.5 本章小结 |
第3章 Buck变换器控制模块设计 |
3.1 ADC转换器设计 |
3.1.1 ADC分类 |
3.1.2 ADC关键指标设计 |
3.1.3 ADC芯片的选择 |
3.2 数字PWM调制设计 |
3.2.1 数字PWM工作原理 |
3.2.2 数字PWM实现方式 |
3.3 数字PID控制器设计 |
3.3.1 PID控制原理 |
3.3.2 PID控制器在环路中的作用 |
3.3.3 PID补偿函数的离散化 |
3.3.4 PID控制器参数整定 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于FPGA的数字控制设计与仿真验证 |
4.1 基于FPGA的数字控制设计 |
4.1.1 ADC控制模块 |
4.1.2 DPID控制模块 |
4.1.3 DPWM控制模块 |
4.1.4 数字控制器顶层控制模块 |
4.2 数字变换器的Simulink仿真 |
4.2.1 Simulink仿真模型搭建 |
4.2.2 Simulink运行结果及分析 |
4.3 基于Model Sim和 MATLAB/Simulink的联合仿真 |
4.3.1 联合仿真设置 |
4.3.2 联合仿真模型搭建 |
4.3.3 基于联合仿真的运行结果及分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(5)LLC谐振变换器系统及控制策略的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 高频化 |
1.1.2 数字化 |
1.1.3 模块化 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 拓扑简介 |
1.2.2 LLC控制策略 |
1.3 研究内容 |
第二章 全桥LLC谐振变换器的工作原理及其稳态特性 |
2.1 主电路结构 |
2.2 全桥LLC谐振变换器的变频模式 |
2.2.1 变频模式工作原理 |
2.2.2 变频模式稳态特性 |
2.3 全桥LLC谐振变换器的移相模式 |
2.3.1 移相模式工作原理 |
2.3.2 移相模式基本特性 |
2.4 本章总结 |
第三章 基于PI调节器的控制方法 |
3.1 基于变频模式全桥LLC谐振变换器的PI调节 |
3.1.1 全桥LLC谐振变换器小信号模型 |
3.1.2 PI参数设计 |
3.1.3 PI仿真分析 |
3.2 基于移相模式全桥LLC谐振变换器的PI调节 |
3.2.1 PI参数设计 |
3.2.2 PI仿真分析 |
3.3 本章总结 |
第四章 基于线性ADRC的控制方法 |
4.1 线性ADRC调节器原理 |
4.1.1 线性状态误差反馈控制率(LSEF) |
4.1.2 线性扩张状态观测器(LESO) |
4.1.3 ADRC的离散化 |
4.2 基于变频模式全桥LLC谐振变换器的线性ADRC调节 |
4.2.1 线性ADRC参数设计 |
4.2.2 线性ADRC仿真分析 |
4.3 基于移相模式全桥LLC谐振变换器的线性ADRC调节 |
4.3.1 线性ADRC参数设计 |
4.3.2 线性ADRC仿真分析 |
4.4 本章总结 |
第五章 基于非线性ADRC的控制方法 |
5.1 非线性ADRC调节器原理 |
5.1.1 跟踪微分器(TD) |
5.1.2 非线性状态误差反馈控制率(NLSEF) |
5.2 基于变频模式全桥LLC谐振变换器的非线性ADRC调节 |
5.2.1 非线性ADRC参数设计 |
5.2.2 非线性ADRC仿真分析 |
5.3 基于移相模式全桥LLC谐振变换器的非线性ADRC调节 |
5.3.1 非线性ADRC参数设计 |
5.3.2 非线性ADRC仿真分析 |
5.4 本章总结 |
第六章 参数设计与实验结果分析 |
6.1 全桥LLC谐振变换器参数设计 |
6.2 硬件设计 |
6.2.1 器件选型 |
6.2.2 MOSFET驱动设计 |
6.2.3 CPU外围电路设计 |
6.2.4 采样电路设计 |
6.2.5 磁性元件设计 |
6.2.6 实验平台 |
6.3 实验结果分析 |
6.3.1 稳态实验 |
6.3.2 输出电压纹波 |
6.3.3 给定电压突变实验 |
6.3.4 负载突变实验 |
6.3.5 软开关实验 |
6.4 本章总结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(6)基于半桥谐振变换器的控制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景及其研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 课题研究内容 |
2 DC/DC变换器基础与典型结构分析 |
2.1 典型的DC/DC变换器拓扑 |
2.2 谐振变换器拓扑 |
2.2.1 串联谐振变换器 |
2.2.2 并联谐振变换器 |
2.2.3 串并联谐振变换器 |
2.2.4 移相全桥谐振变换器 |
2.3 本章小结 |
3 LLC谐振变换器结构、原理和参数设计 |
3.1 主电路拓扑结构 |
3.2 传统L型等效模型的研究 |
3.2.1 谐振变换器的特性研究 |
3.2.2 电压增益曲线图研究 |
3.3 T型等效模型的研究 |
3.3.1 等效模型推导 |
3.3.2 LLC工作过程研究 |
3.4 典型特性研究 |
3.4.1 过载短路特性研究 |
3.4.2 MOSFET零电压开通条件 |
3.4.3 直流增益研究 |
3.4.4 MOSFET失效分析 |
3.5 品质因数和电感系数值选取 |
3.6 主电路参数设计过程 |
3.7 谐振变化器的参数设计 |
3.7.1 谐振网络参数设计 |
3.7.2 变压器参数设计 |
3.7.3 主开关管选型 |
3.7.4 整流二极管选型 |
3.7.5 输出滤波电容的选型 |
3.8 本章小结 |
4 环路补偿原理及仿真 |
4.1 模拟三型环路补偿控制参数设计 |
4.1.1 模拟三型环路补偿的基本原理 |
4.1.2 模拟三型环路补偿的数学模型 |
4.1.3 模拟三型环路补偿开环仿真 |
4.1.4 模拟三型环路补偿参数设计 |
4.2 数字三型环路补偿控制参数设计 |
4.2.1 数字三型环路补偿的基本原理 |
4.2.2 数字三型环路补偿的数学模型 |
4.2.3 数字三型环路补偿参数设计 |
4.3 模拟三型环路补偿闭环仿真 |
4.3.1 电压跳变动态响应 |
4.3.2 负载跳变动态响应 |
4.4 数字三型环路补偿闭环仿真 |
4.4.1 不同条件的环路补偿波形分析 |
4.4.2 电压跳变动态响应 |
4.4.3 负载跳变动态响应 |
4.5 本章总结 |
5 双环竞争算法原理与实现 |
5.1 DSP控制系统硬件设计 |
5.2 驱动电路设计 |
5.3 输出电压电流电路的采样设计 |
5.4 DSP控制系统软件设计 |
5.5 双环竞争算法补偿原理及参数设计 |
5.5.1 双环竞争算法的基本原理 |
5.5.2 双环竞争算法参数设计 |
5.6 双环竞争算法的闭环仿真 |
5.7 双环竞争实验结果 |
5.8 本章小结 |
6 结论 |
6.1 本文主要工作 |
6.2 下一步工作 |
参考文献 |
附录:硕士研究生学习阶段发表论文 |
致谢 |
(7)Flyback型开关电源数字化设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 开关电源概述 |
1.2 数字控制的意义 |
1.3 开关电源控制技术研究现状 |
1.4 设计指标及论文框架 |
第二章 开关电源系统功率级建模 |
2.1 工作模式分析 |
2.2 功率级电路的参数设计 |
2.3 CCM模式下功率级建模 |
2.4 DCM模式下功率级建模 |
2.5 本章小结 |
第三章 开关电源系统的关键模块分析与设计 |
3.1 Flyback数字电源结构图 |
3.2 稳压反馈环路分析 |
3.3 调制模式的选择 |
3.4 ADC模块的设计 |
3.5 数字控制器的设计 |
3.5.1 PID控制原理及其离散化分析 |
3.5.2 DPID参数整定 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于DPID的控制系统仿真分析 |
4.1 数字电源系统的Simulink仿真 |
4.2 系统频域特性分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 基于自适应Fuzzy-DPID控制算法的设计与实现 |
5.1 自适应PID控制 |
5.2 模糊控制的设计与实现过程 |
5.2.1 隶属函数与偏差变化率模块 |
5.2.2 模糊子集的设计 |
5.2.3 模糊规则查找表的设计 |
5.3 Matlab软件环境下模糊算法的设计效果 |
5.4 自适应Fuzzy-DPID控制系统的仿真结果分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 电源硬件系统的设计 |
6.1 微处理器选取 |
6.2 硬件电路的核心模块 |
6.3 系统原理图与版图 |
6.4 控制器的Quartus与 Model Sim联合仿真 |
6.4.1 增量式DPID算法的仿真 |
6.4.2 自适应Fuzzy-DPID控制器的仿真 |
6.5 数字化实现过程中所考虑的关键问题 |
6.6 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介 |
(8)移相全桥数字电源动态性能控制策略的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题研究背景和意义 |
1.3 国内外发展现状 |
1.3.1 移相全桥小信号动态模型研究现状 |
1.3.2 移相全桥控制策略发展现状 |
1.4 研究内容和章节安排 |
1.4.1 论文研究内容 |
1.4.2 论文结构 |
2 移相全桥工作原理及动态性能分析 |
2.1 移相全桥工作原理 |
2.2 移相全桥数字电源动态性能分析 |
2.2.1 非线性时变特性分析 |
2.2.2 离散采样延时特性分析 |
2.2.3 高频电压尖峰特性分析 |
2.3 本章小结 |
3 移相全桥小信号动态模型推导 |
3.1 基于BUCK型电路的小信号动态模型推导 |
3.2 考虑占空比丢失的移相全桥小信号动态模型推导 |
3.3 本章小结 |
4 移相全桥数字电源动态性能控制策略研究 |
4.1 基于自适应模糊PID的控制算法研究 |
4.1.1 自适应模糊PID控制 |
4.1.2 改进型自适应模糊PID控制 |
4.1.3 算法验证 |
4.2 社会蜘蛛智能优化算法研究 |
4.2.1 社会蜘蛛智能优化算法 |
4.2.2 改进型社会蜘蛛智能优化算法 |
4.2.3 算法验证 |
4.3 基于SA-SSA的自适应模糊PID控制 |
4.4 本章小结 |
5 移相全桥数字电源实现 |
5.1 移相全桥数字电源硬件电路设计 |
5.1.1 移相全桥数字电源主电路参数计算及设计 |
5.1.2 移相全桥数字电源控制电路设计 |
5.2 移相全桥数字电源系统软件设计 |
5.3 本章小结 |
6 移相全桥数字电源样机测试及结果分析 |
6.1 移相全桥数字电源样机 |
6.2 移相全桥数字电源样机测试及结果分析 |
6.3 本章小结 |
7 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 |
(9)PSR反激式变换器数字化恒流控制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 设计指标及研究内容 |
1.4 论文组织结构 |
第二章 反激式变换器的基本原理 |
2.1 反激式变换器的工作原理 |
2.2 反激式变换器的工作模式 |
2.2.1 CCM模式 |
2.2.2 DCM模式 |
2.2.3 BCM模式 |
2.3 反激式变换器的反馈方式 |
2.3.1 副边反馈 |
2.3.2 原边反馈 |
2.4 本章小结 |
第三章 反激式变换器工作模式选择及开环电路设计 |
3.1 工作模式对关键器件的影响 |
3.1.1 对功率开关管的影响 |
3.1.2 对变压器体积的影响 |
3.1.3 模式仿真分析 |
3.2 变压器参数设计 |
3.3 其他关键电路设计 |
3.3.1 整流电路设计 |
3.3.2 RCD钳位电路设计 |
3.4 基于Simulink的开环电路仿真验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 PSR反激式变换器恒流控制原理 |
4.1 传统恒流控制策略分析 |
4.2 基于原边反馈的恒流控制方式 |
4.3 数字恒流控制系统分析 |
4.3.1 系统结构及工作原理 |
4.3.2 恒流控制原理 |
4.4 数字恒流控制器设计原理 |
4.4.1 软启动/恒流切换原理分析 |
4.4.2 去磁时间采样原理分析 |
4.4.3 计数器调制分析 |
4.4.4 前沿消隐分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 PSR反激式数字恒流驱动电路控制策略设计验证 |
5.1 数字控制器的内部结构及工作流程 |
5.2 各模块的功能实现 |
5.2.1 软启动/恒流切换模块 |
5.2.2 去磁时间采样模块 |
5.2.3 计数器调制模块 |
5.2.4 控制信号生成模块 |
5.3 系统联合仿真验证 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介 |
(10)基于快响应用的宇航数字DC/DC变换器设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及其意义 |
1.1.1 课题研究背景 |
1.1.2 课题研究意义 |
1.2 星载DC/DC变换器发展概述 |
1.3 数字电源的发展概述 |
1.4 本文主要研究内容与章节安排 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 论文章节安排 |
第2章 卫星电源技术 |
2.1 卫星电源系统概述 |
2.2 常见的星载供电电源 |
2.2.1 星外能源 |
2.2.2 星上能源 |
2.3 常见的星载电源控制器 |
2.4 常见的星载电源变换器 |
2.4.1 BUCK型拓扑电路 |
2.4.2 BOOST型拓扑电路 |
2.4.3 单端反激式拓扑电路 |
2.4.4 单端正激式拓扑电路 |
2.5 本章小结 |
第3章 数字控制平台设计 |
3.1 数字控制平台整体架构设计方案 |
3.1.1 方案对比与选型 |
3.1.2 整体结构设计 |
3.2 控制器选型 |
3.2.1 主控制器选型 |
3.2.2 接口控制器选型 |
3.3 控制算法设计 |
3.3.1 PID控制算法 |
3.3.2 模糊控制技术 |
3.3.3 模糊PID控制器设计 |
3.3.4 软件控制流程 |
3.4 本章小结 |
第4章 硬件电路设计 |
4.1 主功率拓扑电路选型 |
4.2 硬件电路各模块设计 |
4.2.1 输入保护电路设计 |
4.2.2 输入浪涌抑制电路设计 |
4.2.3 输入滤波器设计 |
4.2.4 关键元器件的装配工艺要求 |
4.2.5 关键元器件选型 |
4.3 主功率变压器设计 |
4.3.1 高频变压器工作原理 |
4.3.2 功率变压器设计 |
4.4 本章小结 |
第5章 快响时序仿真测试与功能验证 |
5.1 双处理器高速并行通信方案 |
5.1.1 通信设计方案 |
5.1.2 快响时序仿真测试 |
5.2 原理样机功能验证 |
5.2.1 原理样机结构设计 |
5.2.2 原理样机功能验证 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
四、输出电压可宽范围调节的开关电源实现策略(论文参考文献)
- [1]开关变换器的数字控制及提高信噪比研究[D]. 刘健. 北方工业大学, 2021(01)
- [2]大功率开关电源拓扑电路的设计与研究[D]. 白尚维. 华北理工大学, 2021
- [3]油气井下宽范围输入的不间断稳压电源研究[D]. 景晓鹃. 西安石油大学, 2021(09)
- [4]基于FPGA的Buck型开关电源设计与仿真[D]. 孙鹏翔. 阜阳师范大学, 2021(12)
- [5]LLC谐振变换器系统及控制策略的研究[D]. 刘胜斌. 北方工业大学, 2021(01)
- [6]基于半桥谐振变换器的控制策略研究[D]. 程学会. 中原工学院, 2021(08)
- [7]Flyback型开关电源数字化设计与实现[D]. 宫庆德. 北方民族大学, 2021(08)
- [8]移相全桥数字电源动态性能控制策略的研究[D]. 施怡乐. 西南科技大学, 2021(08)
- [9]PSR反激式变换器数字化恒流控制策略研究[D]. 王群杰. 北方民族大学, 2021(08)
- [10]基于快响应用的宇航数字DC/DC变换器设计[D]. 李岩. 北华航天工业学院, 2021(06)