在電子技術(shù)快速發(fā)展的背景下,越來越多的設(shè)備對電源提出了更高的要求,主要是在于穩(wěn)定性以及可靠性方面。數(shù)控技術(shù)能夠在穩(wěn)定性和可靠性方面對系統(tǒng)進(jìn)行提升,并且有著較為靈活的控制算法,而且在后期檢查方面更加的簡單,便于維護(hù),另外還有著可移植的特點(diǎn)。因此,研究一種基于FPGA的DC-DC數(shù)控電源對提高電源的穩(wěn)定性和可靠性有著重要意義。本文首先對數(shù)控開關(guān)電源的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析,其中包括電源功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、DC-DC變換器控制方式和數(shù)控PID控制算法,通過對比分析確定了單端反激式變換器作為本文所設(shè)計電源的功率拓?fù)?其控制方式為電流型控制模式,并將位置式PID作為本文的控制算法;接著對數(shù)控開關(guān)電源存在的主要問題進(jìn)行分析,針對這些問題對變壓器中磁芯形狀和材質(zhì)等幾個方面因素的影響進(jìn)行分析,本文重新設(shè)計了功率電路模塊,包括RCD鉗位電路、輸出濾波電路、FPGA芯片外圍電路等;然后在電源的控制環(huán)路設(shè)計中提出了一種新型的DPWM控制電路結(jié)構(gòu),并在FPGA中進(jìn)行實(shí)現(xiàn);最后繪制系統(tǒng)電路圖,制作電源樣機(jī),對樣機(jī)的輸出電壓、電流和功率等性能等方面進(jìn)行了分析和測試。本文軟件部分主要從通信、測量、狀態(tài)分析、功率控制四個部分來... 

【文章來源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

三種基本的拓?fù)潆娐?br>

安徽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2.1.2 單端隔離式 DC-DC 變換器單端隔離式 DC-DC 變換器是指在一個開關(guān)周期內(nèi)，直流輸入功率只能從變壓器的一次繞組的一端流入，故稱單端。一般來說單端隔離式 DC-DC 變換器主要應(yīng)用在小容量的開關(guān)電源上。由于單端隔離式變換器屬于單項的脈動式輸入電流，使得變壓器磁芯的磁通也呈現(xiàn)出單方向脈動，磁通只有在磁化曲線第一象限進(jìn)行工作，這就使得磁芯得不到充分利用，同時需要對磁通進(jìn)行復(fù)位[13]。雖然單端隔離式 DC-DC 變換器有著上述的弊端，但是由于結(jié)構(gòu)簡單、成本非常低，故仍然得到了極大的應(yīng)用。接下來介紹單端正激式變換器和單端反激式變換器這兩種單端隔離式變換器。2.1.2.1 單端正激式變換器單端正激式變換器是通過傳統(tǒng)的非隔離型電源 BUCK 演化而得到的，它的拓?fù)涫窃?BUCK 變換器中插入變壓器，拓?fù)鋱D如圖 2 所示。

圖 3 復(fù)位繞組單端正激式變換器Fig 3 Reset winding single - ended converter此時 D1 關(guān)斷，D2 導(dǎo)通。此時 D2、電容 C、電感 L、負(fù)載 R 組成了回路。因?yàn)樵?Q 關(guān)閉時，W3 的電壓呈現(xiàn)為負(fù)數(shù)，這就表明變壓器的鐵芯被去磁，所以變壓器磁通量下降：3 INdW Vdt (2-10變壓器鐵芯磁通量下降量如式（2-11）所示：3( ) ( )INr onVT tW (2-11式（2-11）中r onT t表示去磁的時間。在這一階段，勵磁電流由 W1 轉(zhuǎn)移到W3 中，而且隨著時間延長，其線性減小。勵磁電流可表示如式（2-12）所示：1 133 3[ ( )]IN INw M on onM MW V WVi i t t tW L W L (2-12

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：2945957