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基于单周控制的数控直流电源的研究
作 者: 李鹏
导 师: 杨泽富
学 校: 华中科技大学
专 业: 电工理论与新技术
关键词: DC/DC 变换 同步整流 单周控制
分类号: TM46
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
数控直流电源使用开关管作为主要的元器件,通过控制开关管的导通时间,将交流的市电转换为直流稳定电压,其是一种开关电源,主拓扑为DC/DC变换。此种开关电源在电路结构和控制方法上,有一些固有的缺陷:在低压、大电流的场合,由于DC/DC变换环节整流二极管的管压降较大,导致开关电源的转换效率较低;在控制上其是一种非线性的系统,采用传统的线性控制时,会导致系统的动态响应慢、稳定性差以及输入扰动的抑制能力差。为了改善开关电源的这些不足,得到高质量的直流输出波形,本装置采用了同步整流和单周控制技术。文章阐述了课题的研究背景和装置的技术指标;设计了数控直流电源的总体结构,选择正激DC/DC变换器作为本装置的主拓扑;着重介绍了同步整流技术,分析同步整流电路的死区控制,并选择同步整流管的驱动模块;控制算法上首先介绍了单周控制的原理,然后建立DC/DC变换器的连续时间模型,在此基础上设计单周-PID控制系统并对该系统进行MATLAB仿真研究。在理论分析和仿真研究的基础上,设计了系统的主电路和基于DSP的控制电路,并给出了装置的软件流程图。本文还分析了样机的实验结果,实验结果表明,系统达到了设计的要求,具有良好的工程实用价值。文章最后对全文进行了总结,并提出了有待进一步研究的主要问题。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 1 绪论 8-11 1.1 课题的研究背景 8-10 1.2 主要技术指标及研究内容 10-11 2 直流电源拓扑结构的选择 11-17 2.1 系统的总体设计 11-12 2.2 DC/DC 变换器的拓扑 12-15 2.3 DC/DC 变换器拓扑的选择 15-17 3 同步整流技术 17-28 3.1 同步整流的MOSFET 17-19 3.2 同步整流电路的死区控制 19 3.3 同步整流电路的驱动方式 19-28 4 单周控制与系统仿真 28-42 4.1 单周控制的原理 28-31 4.2 单周控制DC/DC 变换器模型的建立 31-37 4.3 单周-PID 控制系统的仿真研究 37-42 5 系统的硬件设计 42-55 5.1 主电路的设计 42-52 5.2 控制电路的设计 52-55 6 系统的软件设计 55-57 6.1 主程序设计 55-56 6.2 A/D 采样程序设计 56-57 7 试验结果及总结 57-60 7.1 试验的结果及分析 57-59 7.2 全文总结及展望 59-60 致谢 60-61 参考文献 61-64 附录Ⅰ 攻读硕士期间发表的论文目录 64-65 附录Ⅱ 部分电路原理图 65
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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器
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