高壓/寬范圍輸入、低壓/大電流輸出的高功率密度DC/DC電源模塊被廣泛運(yùn)用于軍艦、相控陣?yán)走_(dá)、航空設(shè)備等武器裝備中,隨著實(shí)際應(yīng)用的需求,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不斷提高。與此同時(shí),伴隨著半導(dǎo)體工業(yè)的快速發(fā)展,為電源模塊的控制提供了更多的選擇。本文研究了一種高壓/寬范圍輸入、低壓/大電流輸出的28V/1200W高功率密度DC/DC電源模塊,提出了一種兩級(jí)結(jié)構(gòu)的電路拓?fù)?分別采用Microchip公司的PIC16F1708電源模擬控制芯片以及TI公司的UCD3138A電源專用數(shù)字控制芯片進(jìn)行相應(yīng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制策略的優(yōu)化。首先,本文提出了一種前級(jí)變壓器串并聯(lián)LLC電路、后級(jí)并聯(lián)Buck電路的兩級(jí)結(jié)構(gòu)拓?fù)?分析了其工作原理,并對(duì)主功率電路參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)選用的PIC16F1708控制器分別對(duì)控制電路及軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次,由于控制電路面積有限,部分功能采用模擬控制不易實(shí)現(xiàn),并且在控制策略上數(shù)字控制更易設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),因此提出使用數(shù)字控制器UCD3138A進(jìn)行控制。分別對(duì)控制電路及軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)后級(jí)Buck電路進(jìn)行離散模型的建立,根據(jù)所建立的模型進(jìn)行穩(wěn)定性分析,為了提升電源模塊動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能,利用UCD31...

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 DC/DC電源模塊概述
        1.2.1 電源模塊的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 大功率DC/DC電源模塊常見(jiàn)拓?fù)?br>    1.3 DC/DC電源模塊的控制
        1.3.1 模擬控制
        1.3.2 數(shù)字控制
    1.4 本文的研究?jī)?nèi)容
2 電源模塊拓?fù)渑c模擬控制設(shè)計(jì)
    2.1 電源模塊拓?fù)涞墓ぷ髟?br>        2.1.1 電源模塊拓?fù)涞倪x擇
        2.1.2 前級(jí)變壓器串并聯(lián)LLC電路的工作原理
        2.1.3 后級(jí)交錯(cuò)并聯(lián)Buck電路的工作原理
    2.2 參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真
        2.2.1 前級(jí)LLC主要參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.2.2 后級(jí)Buck主要參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.2.3 仿真驗(yàn)證
    2.3 模擬控制設(shè)計(jì)
        2.3.1 控制器簡(jiǎn)介
        2.3.2 控制電路設(shè)計(jì)
        2.3.3 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
3 數(shù)字控制設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及控制策略優(yōu)化
    3.1 UCD3138A控制器
        3.1.1 芯片簡(jiǎn)介
        3.1.2 數(shù)字電源外設(shè)
        3.1.3 均流控制原理
    3.2 控制電路設(shè)計(jì)
    3.3 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.1 三線程程序架構(gòu)
        3.3.2 有限狀態(tài)機(jī)
    3.4 數(shù)字控制穩(wěn)定性分析
        3.4.1 Buck電路CCM模式下Z域建模
        3.4.2 比例控制
        3.4.3 比例、積分控制
        3.4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.5 控制策略的優(yōu)化
        3.5.1 LLC頻率對(duì)增益的影響
        3.5.2 基于最小二乘法的控制策略優(yōu)化
        3.5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.1 模擬控制功能實(shí)現(xiàn)
        4.1.1 輸出電壓軟啟動(dòng)
        4.1.2 前級(jí)LLC軟開(kāi)關(guān)
        4.1.3 輸出電壓紋波
    4.2 數(shù)字控制功能實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 輸出電壓軟啟動(dòng)
        4.2.2 預(yù)偏置電壓?jiǎn)?dòng)
        4.2.3 多模塊并聯(lián)
        4.2.4 平均電流控制
    4.3 本章小結(jié)
5 總結(jié)和展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：4039318