發(fā)布時(shí)間：2017-10-04 15:14

  本文關(guān)鍵詞：帶恒功率負(fù)載的有源阻尼Boost變換器的研制

  更多相關(guān)文章： 有源阻尼 Boost變換器 電壓外環(huán) 恒功率負(fù)載 穩(wěn)定性

【摘要】：越來(lái)越多的高性能變換器系統(tǒng)由閉環(huán)反饋DC/DC變換器級(jí)聯(lián)而成,后級(jí)閉環(huán)反饋DC/DC變換器在穩(wěn)定工作時(shí)具有恒功率負(fù)載特性,恒功率負(fù)載(CPL)的負(fù)阻抗特性會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。有源阻尼(Active damping)的方法可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,而且不給系統(tǒng)帶來(lái)額外損耗。本文就帶恒功率負(fù)載的Boost變換器系統(tǒng)為研究對(duì)象,利用有源阻尼的方法來(lái)解決系統(tǒng)的不穩(wěn)定性問(wèn)題。本文所研究的系統(tǒng)是由前級(jí)有源阻尼Boost變換器與后級(jí)Buck變換器級(jí)聯(lián)構(gòu)成,其中前級(jí)Boost變換器是應(yīng)用有源阻尼法與電壓外環(huán)控制相結(jié)合的方法進(jìn)行控制,后級(jí)Buck變換器作為系統(tǒng)的恒功率負(fù)載。本文通過(guò)利用狀態(tài)空間平均法對(duì)Boost變換器進(jìn)行建模分析,詳細(xì)分析了恒功率負(fù)載對(duì)系統(tǒng)造成不穩(wěn)定性的原因,通過(guò)引入有源阻尼的方法,在控制電壓端減去輸入電感電流與相關(guān)系數(shù)的乘積,相當(dāng)于給電感串連一個(gè)虛擬電阻來(lái)補(bǔ)償恒功率負(fù)載的負(fù)阻抗特性,得到有源阻尼法與電壓外環(huán)相結(jié)合的控制策略。利用MATLAB軟件對(duì)帶恒功率負(fù)載的有源阻尼Boost變換器進(jìn)行開(kāi)環(huán)仿真,仿真結(jié)果表明有源阻尼的方法能夠有效地解決恒功率負(fù)載帶來(lái)的不穩(wěn)定性問(wèn)題,而且使系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能。最后,基于DSP2812研制了一臺(tái)300W的有源阻尼Boost變換器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。同時(shí),研制了一臺(tái)基于SG3525AN控制的閉環(huán)Buck變換器作為系統(tǒng)的恒功率負(fù)載,與有源阻尼Boost變換器級(jí)聯(lián)組成帶恒功率負(fù)載的有源阻尼Boost變換器系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試,驗(yàn)證了帶恒功率負(fù)載的有源阻尼Boost變換器具有良好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能。
【關(guān)鍵詞】：有源阻尼 Boost變換器 電壓外環(huán) 恒功率負(fù)載 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景和意義10-13
• 1.1.1 課題研究背景10-13
• 1.1.2 課題研究意義13
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 恒功率負(fù)載研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 有源阻尼方法研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 課題研究目標(biāo)與內(nèi)容17-19
• 1.3.1 課題研究目標(biāo)17
• 1.3.2 課題研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 帶恒功率負(fù)載的有源阻尼Boost變換器的建模分析19-32
• 2.1 恒功率負(fù)載負(fù)阻抗特性分析19
• 2.2 有源阻尼Boost變換器的建模分析19-26
• 2.2.1 Boost變換器的建模分析19-22
• 2.2.2 帶恒功率負(fù)載的Boost變換器的特性分析22-23
• 2.2.3 有源阻尼的方法應(yīng)用在帶恒功率負(fù)載的Boost變換器23-26
• 2.3 控制器的設(shè)計(jì)26-27
• 2.4 有源阻尼Boost變換器仿真分析27-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 有源阻尼Boost變換器的設(shè)計(jì)32-49
• 3.1 有源阻尼Boost變換器主電路的設(shè)計(jì)32-36
• 3.1.1 EMI濾波器的設(shè)計(jì)32-33
• 3.1.2 整流橋的選取33-34
• 3.1.3 Boost變換器升壓電感的設(shè)計(jì)34-35
• 3.1.4 Boost變換器輸出電容的選取35
• 3.1.5 MOSFET開(kāi)關(guān)管和輸出二極管的選取35-36
• 3.2 控制電路的設(shè)計(jì)36-42
• 3.2.1 DSP控制芯片的介紹36
• 3.2.2 采樣電路的設(shè)計(jì)36-38
• 3.2.3 控制器的設(shè)計(jì)38-42
• 3.3 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)42
• 3.4 軟件設(shè)計(jì)42-46
• 3.4.1 PWM發(fā)生原理以及采樣設(shè)置42-43
• 3.4.2 程序設(shè)計(jì)流程圖43-44
• 3.4.3 控制器的設(shè)計(jì)44-45
• 3.4.4 軟啟動(dòng)設(shè)計(jì)45-46
• 3.5 輔助電源的設(shè)計(jì)46-48
• 3.5.1 主電路元器件選取47
• 3.5.2 變壓器的設(shè)計(jì)47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第四章 Buck變換器的設(shè)計(jì)49-61
• 4.1 Buck變換器的工作原理49-51
• 4.1.1 Buck變換器基本結(jié)構(gòu)49-50
• 4.1.2 Buck變換器的工作模態(tài)50-51
• 4.2 Buck變換器的主電路設(shè)計(jì)51-53
• 4.2.1 儲(chǔ)能濾波電感的設(shè)計(jì)51-52
• 4.2.2 主開(kāi)關(guān)管和續(xù)流二極管的選取52-53
• 4.2.3 輸入電容和輸出電容的選取53
• 4.3 Buck變換器控制電路的設(shè)計(jì)53-59
• 4.3.1 控制芯片的選取53-54
• 4.3.2 開(kāi)關(guān)頻率的設(shè)定54
• 4.3.3 控制器的設(shè)計(jì)54-59
• 4.4 Buck變換器驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)59
• 4.5 輔助電路的設(shè)計(jì)59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析61-70
• 5.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)61-63
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果63-69
• 5.2.1 輔助電源實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析63-64
• 5.2.2 Buck變換器實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析64-66
• 5.2.3 有源阻尼Boost變換器實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析66-68
• 5.2.4 系統(tǒng)分析68-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 課題總結(jié)70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 附錄76-77
• 致謝77-78
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：971360