本文關鍵詞：高頻開關電源建模及其控制技術研究

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【摘要】：與傳統(tǒng)的線性電源相比,開關電源特別是高頻開關電源,具有效率高,體積小,重量輕的特點,這使得高頻開關電源具有廣闊應用領域。因此,本文對高頻開關電源數(shù)學模型的建立及其控制方法進行研究。首先對比較常見的幾種橋式逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)進行了研究分析,并根據(jù)高頻開關電源的設計要求,選定滯后橋臂串聯(lián)二極管方式下的橋式拓撲結(jié)構(gòu)。然后,對該拓撲結(jié)構(gòu)中器件的參數(shù)選取進行研究分析,以實現(xiàn)高頻開關電源中主電路開關管的零電壓零電流導通和關斷(ZVZCS),減小開關管在通斷過程中產(chǎn)生的損耗,通過MATLAB仿真實驗,驗證了參數(shù)選擇的合理性。繼而,利用狀態(tài)空間平均法建立了開關電源的小信號數(shù)學模型。根據(jù)其數(shù)學模型的特點,設計高頻開關電源的控制結(jié)構(gòu)。提出了基于內(nèi)模PID的高頻開關電源控制策略;為解決內(nèi)模PID控制器的魯棒性與快速性之間的矛盾,在內(nèi)模PID基礎上又引入了模糊控制,利用模糊控制在線調(diào)節(jié)參數(shù)的特點,根據(jù)當前的誤差和誤差變化率,對系統(tǒng)的控制參數(shù)實時調(diào)節(jié),使系統(tǒng)既有較好的快速性又有較強的魯棒性,最終完成了高頻開關電源的模糊內(nèi)模PID控制器設計。MATLAB仿真驗證了該控制策略的可行性。最后,對基于TMS320F28335的高頻開關電源系統(tǒng)進行了初步設計,完成了其中的控制器、檢測、光電隔離、驅(qū)動等電路設計,以及相關的軟件設計。
【關鍵詞】：高頻開關電源 移相觸發(fā)脈沖 小信號數(shù)學模型 模糊內(nèi)模PID控制 TMS320F28335
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 選題的背景和意義9-10
• 1.2 高頻開關電源工作原理10
• 1.3 高頻開關電源研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 開關電源的發(fā)展方向12-13
• 1.5 高頻開關電源的建模方法13
• 1.6 本文研究主要內(nèi)容13-15
• 第二章 高頻開關電源主電路拓撲結(jié)構(gòu)分析15-24
• 2.1 輸出整流電路的選用15-16
• 2.2 高頻開關電源DC-DC變換器拓撲結(jié)構(gòu)及分析16-22
• 2.2.1 ZVS電路結(jié)構(gòu)16-18
• 2.2.2 ZCS電路結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2.3 ZVZCS電路結(jié)構(gòu)19-22
• 2.3 控制觸發(fā)方式選擇22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 高頻開關電源電路參數(shù)設計24-37
• 3.1 滯后橋臂串聯(lián)二極管方式下的ZVZCS工作原理24-28
• 3.2 移相全橋ZVZCS參數(shù)設計28-33
• 3.2.1 輸入整流電路參數(shù)設計28-29
• 3.2.2 高頻電壓器的參數(shù)設計29-30
• 3.2.3 逆變器參數(shù)設計30-32
• 3.2.3.1 主開關管的參數(shù)設計30-31
• 3.2.3.2 滯后橋臂串聯(lián)二極管的參數(shù)設計31
• 3.2.3.3 諧振電感的參數(shù)設計31
• 3.2.3.4 阻斷電容的參數(shù)設計31-32
• 3.2.3.5 超前橋臂并聯(lián)電容的選型及死區(qū)時間設定32
• 3.2.4 輸出整流電路參數(shù)設計32-33
• 3.2.4.1 輸出整流二極管的參數(shù)設計32-33
• 3.2.4.2 輸出濾波電路的參數(shù)設計33
• 3.3 主電路參數(shù)仿真研究33-36
• 3.3.1 逆變器主電路模型建立33-35
• 3.3.2 仿真結(jié)果及分析35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 移相全橋ZVZCS變換器的小信號模型的建立37-45
• 4.1 Buck電路的建模37-41
• 4.1.1 狀態(tài)空間平均法簡介及步驟37-38
• 4.1.2 Buck電路的小信號模型38-41
• 4.2 移相全橋ZVZCS小信號模型41-43
• 4.3 移相全橋ZVZCS模型仿真分析43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第五章 移相全橋變換器控制器設計45-54
• 5.1 內(nèi)�？刂破鹘Y(jié)構(gòu)45-46
• 5.2 內(nèi)模PID控制器設計46-47
• 5.3 移相全橋內(nèi)模PID控制器設計47-49
• 5.4 移相全橋內(nèi)模PID控制仿真49-50
• 5.5 模糊內(nèi)模PID控制器設計50-52
• 5.6 模糊內(nèi)模PID控制算法仿真52-53
• 5.7 本章小結(jié)53-54
• 第六章 控制系統(tǒng)硬件電路及軟件設計54-69
• 6.1 控制電路設計54-62
• 6.1.1 DSP模塊設計54-56
• 6.1.1.1 供電電源電路設計54-55
• 6.1.1.2 手動復位電路設計55
• 6.1.1.3 時鐘電路55-56
• 6.1.2 檢測電路設計56-57
• 6.1.3 光電隔離電路設計57-60
• 6.1.4 驅(qū)動電路設計60-62
• 6.1.4.1 驅(qū)動模塊簡介60-61
• 6.1.4.2 IGBT驅(qū)動電阻的計算61-62
• 6.2 主電路參數(shù)選取62-63
• 6.3 軟件設計63-67
• 6.4 本章小結(jié)67-69
• 第七章 總結(jié)與展望69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學位期間所取得的相關科研成果75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：558950