学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

用于控制200W模块电源功率因数校正电路的数字控制

作　者: 陈飞
导　师: 张卫平
学　校: 北方工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: PFC MATLAB 功率因数数字控制 DSP TMS320LF2407A
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 180次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着经济的发展,环境保护与经济发展越来越受到各国政府和人民的关注。特别在照明这一方面,越来越多的国家开始关注这个问题,并且“绿色照明工程”被世界上许多国家列为了重点项目和节能减排的重要战略。高压气体放电灯(HID)由于其优越的照明性能被广泛关注。随着高压气体放电灯的制造水平和产品性能的逐步改进,镇流器的性能也在不断提高。高功率等级,高频化,高能效以及绿色环保是高气压放电灯用镇流器的基本发展目标。在电力供电系统中,功率因数的提高是一项重要的工作,这项技术直接关系到输电线路的能量损耗及经济性。功率因数是指视在功率中有功功率所占的百分比。在电力电子系统中,功率因数也是非常重要的。功率因数的提高可以提高有用功率占视在功率的比重。减少无用功率的比重,这样对于用户来说,使用相同有用功率,则需要更少的总功率,这样就越经济;对于电网来说,功率因数越高,则无用功率越少,这样在用电的时候,就不会有大量的谐波注入到电网上,从而更节能。这样电网就能更洁净,这样就不会影响到其他的用电设备。伴随着控制策略与控制实现手段的不断发展和完善,尤其是数字信号处理技术的飞速发展,电力电子学的数字控制有了更广阔的发展空间,实践证明,采取数字控制技术不仅是实现功率电源模块化、集成化的必然手段,同时还是提高系统可靠性的必选之举。本文在以下几项进行了研究和实践工作:第一步,对Boost-PFC进行数学建模,建立整个电路的传递函数;第二步,借助数学工具MATLAB进行仿真,使用simulink工具箱对这个电路的模型进行仿真,对PI参数进行调整,得到所期望的输入电压,输入电流及输出电压。第三步,搭建硬件主电路200W Boost电路、信号调理电路板及数字控制板。其试验结果用于验证仿真的数据是否正确及仿真的模型是否正确。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
1 绪论  10-17
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 功率因数校正技术的发展  11
  1.3 功率因数校正技术的概述与研究现状  11-14
    1.3.1 功率因数校正的概述  11-13
    1.3.2 功率因数校正(PFC)原理及方法分类  13
    1.3.3 有源功率因数校正的控制方法及研究现状  13-14
  1.4 数字控制技术概述  14-16
    1.4.1 数字控制  14-15
    1.4.2 本实验数字控制系统的组成  15-16
  1.5 本文的研究内容  16-17
2 基于数字控制的PFC控制方案  17-23
  2.1 DSP控制器  17
    2.1.1 数字控制系统处理器介绍  17
    2.1.2 TMS320LF240x芯片介绍  17
  2.2 PFC数字控制系统的工作原理  17-18
  2.3 数字控制的意义  18-19
  2.4 电路拓扑结构  19-21
    2.4.1 APFC控制典型拓扑结构  19
    2.4.2 APFC电路的工作模式  19-20
    2.4.3 APFC电路的控制方式  20-21
  2.5 PFC数字控制的实现  21-22
  本章小结  22-23
3 功率因数校正电路的建模  23-35
  3.1 建立开关变换器的模型的必要性  23-24
  3.2 电路建模  24-26
    3.2.1 主电路的数字模型的建立  24
    3.2.2 负载部分的模型  24
    3.2.3 电流功率环及模型  24-25
    3.2.4 脉宽调制器模型  25-26
    3.2.5 数字化的模型  26
  3.3 控制电路的模型  26-28
    3.3.1 限幅电路的具体意义  27-28
  3.4 系统稳定性的分析  28-34
    3.4.1 系统的传递函数  28-31
    3.4.2 离散系统的稳定性判据  31
    3.4.3 系统稳定性判定过程  31-34
  本章小结  34-35
4 功率因数校正系统的硬件电路设计  35-46
  4.1 PFC主功率电路介绍  35-36
  4.2 主功率电路元件参数设计与选择  36-39
    4.2.1 系统设计要求  36
    4.2.2 开关频率的要求  36-37
    4.2.3 升压电感的设计  37-38
    4.2.4 输出电容选择  38-39
    4.2.5 功率开关管和二极管选择  39
  4.3 其他重要电路设计  39-43
    4.3.1 有源低通滤波器概述  39-41
    4.3.2 电压采样电路  41-42
    4.3.3 电流采样电路  42
    4.3.4 采样电路的抑制干扰的能力  42-43
  4.4 驱动电路设计  43-44
  本章小结  44-46
5 数字控制PFC技术的软件设计及算法研究  46-57
  5.1 系统的软件结构  46-47
  5.2 控制算法介绍  47-53
    5.2.1 PID控制  47-51
    5.2.2 积分器饱和  51
    5.2.3 输入电压前馈环节的引入原因  51
    5.2.4 采样算法  51-52
    5.2.5 滤波器算法  52-53
  5.3 软件软启动的实现  53-54
  5.4 数字定标  54-56
  本章小结  56-57
6 仿真与试验结果及分析  57-65
  6.1 200W PFC数字控制系统的仿真结果  57-58
    6.1.1 MATLAB仿真图  57
    6.1.2 输出电压的仿真图  57-58
    6.1.3 输入电压与输入电流的仿真图  58
  6.2 200W PFC数字控制系统实验结果  58-63
    6.2.1 试验平台  58-60
    6.2.2 实验结果  60-63
  6.3 仿真结果与实验结果的比较分析  63-64
  本章小结  64-65
7 结论与展望  65-67
参考文献  67-69
申请学位期间的研究成果及发表的学术论文  69-70
致谢  70

用于控制200W模块电源功率因数校正电路的数字控制

内容摘要

全文目录

相似论文