基于FPGA的Buck型開關電源數(shù)字控制方法研究
發(fā)布時間:2021-11-25 14:41
DC-DC變換器結(jié)構(gòu)簡單,廣泛應用于計算機、家電、航空等領域。電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展給電源芯片的設計提出了更高的要求。數(shù)字控制開關電源具有高頻化、小型化、智能化等顯著優(yōu)點,成為當今電源設計的主流。在眾多數(shù)字控制開關電源的實現(xiàn)方式中,FPGA以其特有的現(xiàn)場可編程的特點,成為該領域的研究熱門。本文以Buck型DC-DC變換器為主電路拓撲、基于FPGA構(gòu)建了相應的數(shù)字控制系統(tǒng)。論文主要工作包括:(1)介紹了Buck型變換器的工作原理和工作模式,建立了該變換器的小信號模型,設計了系統(tǒng)的功率級電路參數(shù);分析了DC-DC變換器中常見的調(diào)制方式及模擬、數(shù)字控制方法;選取ZN整定法進行控制器的參數(shù)整定,構(gòu)建了基于DPWM脈寬調(diào)制器及離散化位置式DPID的數(shù)字控制器。(2)在MATLAB/Simulink軟件平臺下,分別對功率級Buck電路,控制級的PID模塊、PWM模塊以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ADC進行了建模和調(diào)試,通過仿真方法驗證了各模塊設計的正確性;隨后對整個設計系統(tǒng)進行了建模和調(diào)試,分析了其在MATLAB/Simulink軟件下的仿真結(jié)果,為基于FPGA的數(shù)字控制系統(tǒng)的設計和參數(shù)選取提供了依據(jù)。(3)在Qu...
【文章來源】:北方民族大學寧夏回族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
線性穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)圖
線性穩(wěn)壓電源的工作原理是將輸出電整管 V 的基極電流做負反饋調(diào)節(jié)。線性穩(wěn)壓電源變壓器組成,導致其體積龐大,在線性放大區(qū)工相違背,逐漸被淘汰。圖 1-1 線性穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)圖 1-2 所示,主要運用的電力電子器件是晶閘管。采器達到降壓目的,然后用可控硅實現(xiàn)整流[2]。相控,需要使用變壓器,導致其體積龐大;可控硅觸了設計的復雜度,不符合電源的發(fā)展要求。
圖 1-3 典型開關電源結(jié)構(gòu)圖交流-直流、交流-交流、直流-直流和直流-交流電路幾的情況。此外,還有交流電源,最常見的交流電源有不些交流電源也處于開關導通、閉合狀態(tài),工作頻率也高對交流輸出電源做研究,只研究將一種直流電轉(zhuǎn)換成另方式大體經(jīng)歷了三個階段,早期是模擬控制,后來出現(xiàn)泛的是數(shù)字控制。如今的開關電源集成模塊包含的功能正、均流等措施,越來越朝著智能化的方向發(fā)展。義,人類從十八世紀末期的蒸汽時代,過渡到十九世紀末機時代。如今各行各業(yè)都不離開計算機。計算機科學作
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種新型多輸入/單輸出DC-DC變換器研究[J]. 曾進輝,張伯倫,孫志峰,羅仔翼,莫霜葉,陽文闖. 電氣傳動. 2019(07)
[2]基于PIC16F877A單片機的儲能電池箱溫度控制系統(tǒng)設計[J]. 王琦,韓天興,賈偉,李林高. 自動化與儀表. 2019(06)
[3]基于LabVIEW與Simulink的電力電子電路故障仿真[J]. 羅漪瀾,鄒恩,何忠禮,林舜杰. 現(xiàn)代信息科技. 2019(12)
[4]無速度平衡自行車的積分分離PID控制算法仿真[J]. 王志龍,黨新安. 計算機仿真. 2019(04)
[5]基于串行收發(fā)器的加速器電源數(shù)字控制器研究[J]. 崔淵,高大慶,周忠祖,吳鳳軍,黃玉珍,張華劍,張帥,李繼強,譚玉蓮. 原子能科學技術. 2019(05)
[6]一種適于硬件實現(xiàn)的快速連通域標記算法[J]. 張國和,徐快,段國棟,趙晨,梁峰. 西安交通大學學報. 2018(08)
[7]一種便攜式光伏電源系統(tǒng)的儲能單元研究[J]. 鐘愛玲. 電子世界. 2017(16)
[8]MATLAB仿真在《電力電子技術》課程教學中的應用[J]. 吳文進,李彥梅,江善和,張朝龍,楊偉. 安慶師范學院學報(自然科學版). 2013(02)
[9]MCS-51單片機匯編語言程序IDE設計與實現(xiàn)[J]. 常冠宇,丁棟. 數(shù)字技術與應用. 2013(05)
[10]高精度磁力計的數(shù)據(jù)采集模塊設計[J]. 萬文典,曹大平. 電子技術應用. 2012(09)
碩士論文
[1]遙操作手術高清視頻無線傳輸技術研究[D]. 侯利霖.長春理工大學 2018
[2]基于雙倍過采樣與自適應預測PID控制的Buck型DC-DC變換器的設計[D]. 孫海龍.東南大學 2017
[3]一種新型移動電源管理芯片的研究與設計[D]. 王偉.貴州大學 2017
[4]基于SOPC的PCI-E高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)[D]. 賈磊.中國科學院大學(中國科學院工程管理與信息技術學院) 2017
[5]提高瞬態(tài)響應的數(shù)字電源控制器設計[D]. 鄒萌.東南大學 2016
[6]基于FPGA的直接數(shù)字頻率合成器研究[D]. 賀理.蘇州大學 2016
[7]基于PID數(shù)字控制的降壓型DC-DC變換器中的極限環(huán)振蕩分析與研究[D]. 吳承恩.東南大學 2016
[8]基于DSP和FPGA的電力電子數(shù)字控制平臺的研究[D]. 陳亞斐.青島科技大學 2016
[9]數(shù)字DC-DC變換器中核心控制器的研究與設計[D]. 李志峰.電子科技大學 2016
[10]基于FPGA的數(shù)字控制BUCK變換器的設計[D]. 汪垚.華中師范大學 2015
本文編號:3518344
【文章來源】:北方民族大學寧夏回族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
線性穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)圖
線性穩(wěn)壓電源的工作原理是將輸出電整管 V 的基極電流做負反饋調(diào)節(jié)。線性穩(wěn)壓電源變壓器組成,導致其體積龐大,在線性放大區(qū)工相違背,逐漸被淘汰。圖 1-1 線性穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)圖 1-2 所示,主要運用的電力電子器件是晶閘管。采器達到降壓目的,然后用可控硅實現(xiàn)整流[2]。相控,需要使用變壓器,導致其體積龐大;可控硅觸了設計的復雜度,不符合電源的發(fā)展要求。
圖 1-3 典型開關電源結(jié)構(gòu)圖交流-直流、交流-交流、直流-直流和直流-交流電路幾的情況。此外,還有交流電源,最常見的交流電源有不些交流電源也處于開關導通、閉合狀態(tài),工作頻率也高對交流輸出電源做研究,只研究將一種直流電轉(zhuǎn)換成另方式大體經(jīng)歷了三個階段,早期是模擬控制,后來出現(xiàn)泛的是數(shù)字控制。如今的開關電源集成模塊包含的功能正、均流等措施,越來越朝著智能化的方向發(fā)展。義,人類從十八世紀末期的蒸汽時代,過渡到十九世紀末機時代。如今各行各業(yè)都不離開計算機。計算機科學作
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種新型多輸入/單輸出DC-DC變換器研究[J]. 曾進輝,張伯倫,孫志峰,羅仔翼,莫霜葉,陽文闖. 電氣傳動. 2019(07)
[2]基于PIC16F877A單片機的儲能電池箱溫度控制系統(tǒng)設計[J]. 王琦,韓天興,賈偉,李林高. 自動化與儀表. 2019(06)
[3]基于LabVIEW與Simulink的電力電子電路故障仿真[J]. 羅漪瀾,鄒恩,何忠禮,林舜杰. 現(xiàn)代信息科技. 2019(12)
[4]無速度平衡自行車的積分分離PID控制算法仿真[J]. 王志龍,黨新安. 計算機仿真. 2019(04)
[5]基于串行收發(fā)器的加速器電源數(shù)字控制器研究[J]. 崔淵,高大慶,周忠祖,吳鳳軍,黃玉珍,張華劍,張帥,李繼強,譚玉蓮. 原子能科學技術. 2019(05)
[6]一種適于硬件實現(xiàn)的快速連通域標記算法[J]. 張國和,徐快,段國棟,趙晨,梁峰. 西安交通大學學報. 2018(08)
[7]一種便攜式光伏電源系統(tǒng)的儲能單元研究[J]. 鐘愛玲. 電子世界. 2017(16)
[8]MATLAB仿真在《電力電子技術》課程教學中的應用[J]. 吳文進,李彥梅,江善和,張朝龍,楊偉. 安慶師范學院學報(自然科學版). 2013(02)
[9]MCS-51單片機匯編語言程序IDE設計與實現(xiàn)[J]. 常冠宇,丁棟. 數(shù)字技術與應用. 2013(05)
[10]高精度磁力計的數(shù)據(jù)采集模塊設計[J]. 萬文典,曹大平. 電子技術應用. 2012(09)
碩士論文
[1]遙操作手術高清視頻無線傳輸技術研究[D]. 侯利霖.長春理工大學 2018
[2]基于雙倍過采樣與自適應預測PID控制的Buck型DC-DC變換器的設計[D]. 孫海龍.東南大學 2017
[3]一種新型移動電源管理芯片的研究與設計[D]. 王偉.貴州大學 2017
[4]基于SOPC的PCI-E高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)[D]. 賈磊.中國科學院大學(中國科學院工程管理與信息技術學院) 2017
[5]提高瞬態(tài)響應的數(shù)字電源控制器設計[D]. 鄒萌.東南大學 2016
[6]基于FPGA的直接數(shù)字頻率合成器研究[D]. 賀理.蘇州大學 2016
[7]基于PID數(shù)字控制的降壓型DC-DC變換器中的極限環(huán)振蕩分析與研究[D]. 吳承恩.東南大學 2016
[8]基于DSP和FPGA的電力電子數(shù)字控制平臺的研究[D]. 陳亞斐.青島科技大學 2016
[9]數(shù)字DC-DC變換器中核心控制器的研究與設計[D]. 李志峰.電子科技大學 2016
[10]基于FPGA的數(shù)字控制BUCK變換器的設計[D]. 汪垚.華中師范大學 2015
本文編號:3518344
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