基于DSP的并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-04 23:15
由電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,大功率和大電流成為多種電子設(shè)備對(duì)電源系統(tǒng)需求的必然趨勢(shì)。利用多個(gè)電源模塊并聯(lián)供電,可實(shí)現(xiàn)大功率輸出。均流技術(shù)是并聯(lián)電源模塊對(duì)負(fù)載電流均勻分配的核心,而數(shù)字均流技術(shù)其成本低、控制靈活、通用性強(qiáng)、硬件電路簡(jiǎn)單,導(dǎo)致并聯(lián)均流技術(shù)的主導(dǎo)地位逐漸被數(shù)字均流技術(shù)取代,使數(shù)字均流技術(shù)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)電源供電具有重要意義。對(duì)并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流技術(shù)的發(fā)展、研究概況及意義進(jìn)行概述,并歸納常用均流控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)。最終選用最大電流均流法控制并聯(lián)Buck電源模塊,詳述其組成、原理、小信號(hào)模型及PSIM仿真分析。依據(jù)最大電流自動(dòng)均流法控制模型,由高精度儀用放大器INA128對(duì)采樣電流進(jìn)行放大,再經(jīng)過DSP中的ADC模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),然后裝載到CAN模塊并發(fā)送到總線,各模塊接收總線數(shù)據(jù)解碼由DSP提取作比較,將最大電流信號(hào)發(fā)送到總線,各模塊接收總線最大電流信號(hào)與自身電流作誤差,并將誤差量作用到基準(zhǔn)電壓,各模塊采樣輸出電壓與基準(zhǔn)電壓作比較,并把誤差增量送給PI調(diào)節(jié)器,以此調(diào)整ePWM模塊CMPR的值控制MOS管開通,實(shí)現(xiàn)并聯(lián)Buck供電系統(tǒng)的穩(wěn)定輸出和均流,完成了并聯(lián)Buck變換器數(shù)字...
【文章來源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 本課題的選題背景及研究意義
1.1.1 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流技術(shù)的選題的背景
1.1.2 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流技術(shù)的研究的意義
1.2 本課題的國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流技術(shù)國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
1.2.2 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1.3 本課題的研究目標(biāo)及內(nèi)容
1.3.1 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流的技術(shù)指標(biāo)
1.3.2 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流的研究內(nèi)容
2 并聯(lián)DC/DC電源模塊的均流技術(shù)
2.1 并聯(lián)均流的概念與原理
2.2 并聯(lián)供電系統(tǒng)常用的均流方法
2.2.1 串接均流電阻法
2.2.2 主從均流法
2.2.3 平均電流法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均流
2.2.4 最大電流法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均流
2.3 均流方案的比較與選擇
2.4 本章小結(jié)
3 并聯(lián)DC/DC電源供電系統(tǒng)的建模與仿真分析
3.1 并聯(lián)系統(tǒng)主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇
3.2 并聯(lián)DC/DC變換器系統(tǒng)的建模
3.2.1 CCM模式下Buck大信號(hào)動(dòng)態(tài)參數(shù)模型
3.2.2 Buck電路的DC參數(shù)模型
3.2.3 小信號(hào)BUCK線性電路參數(shù)模型
3.2.4 Buck電路在CCM模式下的傳遞函數(shù)
3.2.5 PID補(bǔ)償器設(shè)計(jì)
3.2.6 最大電流法實(shí)現(xiàn)均流控制的小信號(hào)模型
3.3 雙Buck并聯(lián)系統(tǒng)的PSIM仿真分析
3.3.1 雙閉環(huán)Buck并聯(lián)系統(tǒng)在PSIM的仿真模型設(shè)計(jì)
3.3.2 雙閉環(huán)Buck并聯(lián)系統(tǒng)在PSIM的仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
3.4 本章小結(jié)
4 并聯(lián)DC/DC模塊電源實(shí)現(xiàn)均流控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1 并聯(lián)DC/DC變換器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立
4.2 并聯(lián)DC/DC模塊電源的參數(shù)設(shè)計(jì)
4.2.1 并聯(lián)系統(tǒng)主回路Buck模塊工作原理
4.2.2 并聯(lián)系統(tǒng)主回路參數(shù)選型
4.3 系統(tǒng)硬件功能模塊設(shè)計(jì)
4.3.1 控制電路的設(shè)計(jì)
4.3.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
4.3.3 信號(hào)采樣電路設(shè)計(jì)
4.3.4 電路保護(hù)模塊
4.3.5 并聯(lián)DC/DC供電系統(tǒng)輔助電源電路
4.3.6 eCAN2.0 總線接口電路
4.4 DC/DC供電系統(tǒng)電路軟件設(shè)計(jì)
4.4.1 數(shù)字PWM的產(chǎn)生
4.4.2 數(shù)字控制整體流程
4.4.3 定時(shí)器中斷服務(wù)程序
4.4.4 eCAN中斷服務(wù)程序
4.4.5 均流調(diào)節(jié)程序
4.4.6 DSC環(huán)路調(diào)節(jié)程序
4.4.7 改進(jìn)型的數(shù)字PI算法
4.5 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)及分析
5.1 并聯(lián)供電測(cè)試指標(biāo)與波形
5.1.1 輸出電壓調(diào)整率測(cè)試
5.1.2 輸出負(fù)載調(diào)整率測(cè)試
5.1.3 輸出效率測(cè)試
5.2 并聯(lián)供電系統(tǒng)均流誤差實(shí)驗(yàn)
5.3 實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問題與解決辦法
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及參與科研項(xiàng)目
附錄B 基于DSP28035 的最小核心板原理圖
附錄C 部分模塊電路原理圖
附錄D 主電路部分原理圖
附錄E 并聯(lián)供電系統(tǒng)部分程序
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]數(shù)字化開關(guān)電源均流技術(shù)研究[J]. 孫武,馬旭東,朱向冰,翟從鴻. 電子世界. 2014(07)
[2]開關(guān)電源模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王小彬,林燕云,羅坤輝,毛行奎. 低壓電器. 2014(02)
[3]基于DPWM的開關(guān)電源并聯(lián)供電系統(tǒng)[J]. 楊劍,曾國強(qiáng),葛良全,李強(qiáng),羅群. 電源技術(shù). 2014(01)
[4]電源并聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)字化控制技術(shù)的研究[J]. 黃天辰,齊京禮,婁建安,陳建泗. 電源技術(shù). 2014(01)
[5]基于數(shù)字均流技術(shù)的直流電源系統(tǒng)研究[J]. 鄭爭(zhēng)兵. 電源技術(shù). 2013(12)
[6]一種自均流多模組大功率電源并聯(lián)技術(shù)[J]. 朱維龍,嚴(yán)泳興,黃金池,陳文薌. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(05)
[7]基于最大電流方法的數(shù)字均流總線設(shè)計(jì)[J]. 任愛芝. 火力與指揮控制. 2013(08)
[8]電源并聯(lián)系統(tǒng)的均流技術(shù)研究[J]. 黃天辰,郭宇龍,董士英,王康. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2013(03)
[9]DC/DC變換器并聯(lián)均流技術(shù)[J]. 劉曉東,姜婷婷,方煒. 安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(01)
[10]基于全數(shù)字化控制的UPS并機(jī)均流方法分析[J]. 杜偉. 中國新通信. 2012(17)
碩士論文
[1]基于功率控制的UPS并聯(lián)控制技術(shù)研究[D]. 李云.安徽理工大學(xué) 2013
[2]高頻開關(guān)型可并聯(lián)大電流直流模塊的研究[D]. 張伊凡.西安石油大學(xué) 2013
[3]開關(guān)電源并聯(lián)均流系統(tǒng)的研究[D]. 曹長春.河北工業(yè)大學(xué) 2012
[4]數(shù)字控制DC-DC變換器的研究[D]. 許會(huì)軍.天津大學(xué) 2006
本文編號(hào):3064110
【文章來源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 本課題的選題背景及研究意義
1.1.1 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流技術(shù)的選題的背景
1.1.2 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流技術(shù)的研究的意義
1.2 本課題的國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流技術(shù)國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
1.2.2 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1.3 本課題的研究目標(biāo)及內(nèi)容
1.3.1 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流的技術(shù)指標(biāo)
1.3.2 并聯(lián)DC/DC變換器數(shù)字均流的研究內(nèi)容
2 并聯(lián)DC/DC電源模塊的均流技術(shù)
2.1 并聯(lián)均流的概念與原理
2.2 并聯(lián)供電系統(tǒng)常用的均流方法
2.2.1 串接均流電阻法
2.2.2 主從均流法
2.2.3 平均電流法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均流
2.2.4 最大電流法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均流
2.3 均流方案的比較與選擇
2.4 本章小結(jié)
3 并聯(lián)DC/DC電源供電系統(tǒng)的建模與仿真分析
3.1 并聯(lián)系統(tǒng)主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇
3.2 并聯(lián)DC/DC變換器系統(tǒng)的建模
3.2.1 CCM模式下Buck大信號(hào)動(dòng)態(tài)參數(shù)模型
3.2.2 Buck電路的DC參數(shù)模型
3.2.3 小信號(hào)BUCK線性電路參數(shù)模型
3.2.4 Buck電路在CCM模式下的傳遞函數(shù)
3.2.5 PID補(bǔ)償器設(shè)計(jì)
3.2.6 最大電流法實(shí)現(xiàn)均流控制的小信號(hào)模型
3.3 雙Buck并聯(lián)系統(tǒng)的PSIM仿真分析
3.3.1 雙閉環(huán)Buck并聯(lián)系統(tǒng)在PSIM的仿真模型設(shè)計(jì)
3.3.2 雙閉環(huán)Buck并聯(lián)系統(tǒng)在PSIM的仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
3.4 本章小結(jié)
4 并聯(lián)DC/DC模塊電源實(shí)現(xiàn)均流控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1 并聯(lián)DC/DC變換器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立
4.2 并聯(lián)DC/DC模塊電源的參數(shù)設(shè)計(jì)
4.2.1 并聯(lián)系統(tǒng)主回路Buck模塊工作原理
4.2.2 并聯(lián)系統(tǒng)主回路參數(shù)選型
4.3 系統(tǒng)硬件功能模塊設(shè)計(jì)
4.3.1 控制電路的設(shè)計(jì)
4.3.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
4.3.3 信號(hào)采樣電路設(shè)計(jì)
4.3.4 電路保護(hù)模塊
4.3.5 并聯(lián)DC/DC供電系統(tǒng)輔助電源電路
4.3.6 eCAN2.0 總線接口電路
4.4 DC/DC供電系統(tǒng)電路軟件設(shè)計(jì)
4.4.1 數(shù)字PWM的產(chǎn)生
4.4.2 數(shù)字控制整體流程
4.4.3 定時(shí)器中斷服務(wù)程序
4.4.4 eCAN中斷服務(wù)程序
4.4.5 均流調(diào)節(jié)程序
4.4.6 DSC環(huán)路調(diào)節(jié)程序
4.4.7 改進(jìn)型的數(shù)字PI算法
4.5 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)及分析
5.1 并聯(lián)供電測(cè)試指標(biāo)與波形
5.1.1 輸出電壓調(diào)整率測(cè)試
5.1.2 輸出負(fù)載調(diào)整率測(cè)試
5.1.3 輸出效率測(cè)試
5.2 并聯(lián)供電系統(tǒng)均流誤差實(shí)驗(yàn)
5.3 實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問題與解決辦法
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及參與科研項(xiàng)目
附錄B 基于DSP28035 的最小核心板原理圖
附錄C 部分模塊電路原理圖
附錄D 主電路部分原理圖
附錄E 并聯(lián)供電系統(tǒng)部分程序
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]數(shù)字化開關(guān)電源均流技術(shù)研究[J]. 孫武,馬旭東,朱向冰,翟從鴻. 電子世界. 2014(07)
[2]開關(guān)電源模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王小彬,林燕云,羅坤輝,毛行奎. 低壓電器. 2014(02)
[3]基于DPWM的開關(guān)電源并聯(lián)供電系統(tǒng)[J]. 楊劍,曾國強(qiáng),葛良全,李強(qiáng),羅群. 電源技術(shù). 2014(01)
[4]電源并聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)字化控制技術(shù)的研究[J]. 黃天辰,齊京禮,婁建安,陳建泗. 電源技術(shù). 2014(01)
[5]基于數(shù)字均流技術(shù)的直流電源系統(tǒng)研究[J]. 鄭爭(zhēng)兵. 電源技術(shù). 2013(12)
[6]一種自均流多模組大功率電源并聯(lián)技術(shù)[J]. 朱維龍,嚴(yán)泳興,黃金池,陳文薌. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(05)
[7]基于最大電流方法的數(shù)字均流總線設(shè)計(jì)[J]. 任愛芝. 火力與指揮控制. 2013(08)
[8]電源并聯(lián)系統(tǒng)的均流技術(shù)研究[J]. 黃天辰,郭宇龍,董士英,王康. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2013(03)
[9]DC/DC變換器并聯(lián)均流技術(shù)[J]. 劉曉東,姜婷婷,方煒. 安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(01)
[10]基于全數(shù)字化控制的UPS并機(jī)均流方法分析[J]. 杜偉. 中國新通信. 2012(17)
碩士論文
[1]基于功率控制的UPS并聯(lián)控制技術(shù)研究[D]. 李云.安徽理工大學(xué) 2013
[2]高頻開關(guān)型可并聯(lián)大電流直流模塊的研究[D]. 張伊凡.西安石油大學(xué) 2013
[3]開關(guān)電源并聯(lián)均流系統(tǒng)的研究[D]. 曹長春.河北工業(yè)大學(xué) 2012
[4]數(shù)字控制DC-DC變換器的研究[D]. 許會(huì)軍.天津大學(xué) 2006
本文編號(hào):3064110
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