本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的航空固態(tài)功率控制器研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代航空技術(shù)的不斷發(fā)展,飛機(jī)上的用電設(shè)備大大增加,傳統(tǒng)配電已經(jīng)不能滿足飛機(jī)發(fā)展的需要,固態(tài)配電方式因?yàn)橹亓啃?自動(dòng)化程度高,能夠大大減輕飛行員的工作量,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)配電方式的不足。在固態(tài)配電中,保護(hù)電氣設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵器件就是固態(tài)功率控制器(SSPC)。SSPC是一種利用MOS管來代替斷路器以及繼電器為一體的固態(tài)元件,具備無電弧、無觸點(diǎn)、無噪聲、電磁干擾小、響應(yīng)快、可靠性高、壽命長(zhǎng)以及便于計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制等特點(diǎn),還能夠提供實(shí)時(shí)的狀態(tài)監(jiān)控。研究以現(xiàn)代飛機(jī)的要求為前提,以SSPC的原理、反時(shí)限算法等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的SSPC。首先研究了固態(tài)配電方式以及SSPC的結(jié)構(gòu),給出了SSPC的總體結(jié)構(gòu)框圖。根據(jù)SSPC的總體結(jié)構(gòu)對(duì)其各軟、硬件模塊分別進(jìn)行了設(shè)計(jì),充分利用FPGA龐大的內(nèi)部資源來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的核心邏輯處理,減少了外圍硬件的使用,減小了SSPC的體積。其次為了對(duì)負(fù)載提供可靠的保護(hù),提高維護(hù)時(shí)的工作效率,論文深入研究了SSPC的三級(jí)降柵壓、負(fù)載在線檢測(cè)以及反時(shí)限保護(hù)技術(shù),并將這三大技術(shù)成功應(yīng)用到SSPC中。其后又對(duì)上位機(jī)和SSPC的通信進(jìn)行了詳細(xì)的研究。論文的最后,對(duì)MOS管的通斷、系統(tǒng)通信以及反時(shí)限進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的SSPC能夠完成各項(xiàng)要求。
【關(guān)鍵詞】：固態(tài)功率控制器 降柵壓技術(shù) 負(fù)載在線檢測(cè) 反時(shí)限保護(hù) 通信
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V243;TN791
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 背景及研究意義9-10
• 1.2 SSPC的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及安排11-12
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.3.2 論文的具體結(jié)構(gòu)安排12
• 1.4 本章小結(jié)12-13
• 第二章 飛機(jī)固態(tài)配電系統(tǒng)簡(jiǎn)介13-16
• 2.1 電源系統(tǒng)處理機(jī)13-14
• 2.2 電氣負(fù)載管理中心14
• 2.3 固態(tài)功率控制器14-15
• 2.4 本章小結(jié)15-16
• 第三章 基于FPGA的固態(tài)功率控制器方案設(shè)計(jì)16-38
• 3.1 SSPC的方案設(shè)計(jì)16-20
• 3.2 硬件電路的設(shè)計(jì)20-29
• 3.2.1 功率開關(guān)的設(shè)計(jì)20
• 3.2.2 驅(qū)動(dòng)電路和緩沖保護(hù)電路設(shè)計(jì)20-24
• 3.2.3 信號(hào)采集及調(diào)理電路的設(shè)計(jì)24-26
• 3.2.4 A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)26-27
• 3.2.5 FPGA處理模塊的設(shè)計(jì)27-28
• 3.2.6 電源模塊的設(shè)計(jì)28-29
• 3.3 SSPC的軟件設(shè)計(jì)29-32
• 3.3.1 系統(tǒng)時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)29
• 3.3.2 A/D信息采集模塊的設(shè)計(jì)29-30
• 3.3.3 開關(guān)量采集模塊的設(shè)計(jì)30-31
• 3.3.4 故障信息緩存模塊的設(shè)計(jì)31-32
• 3.4 USB通信的設(shè)計(jì)32-37
• 3.4.1 FX2在通信中的應(yīng)用32-33
• 3.4.2 Slave FIFO讀寫的設(shè)計(jì)33-35
• 3.4.3 USB通信的軟件設(shè)計(jì)35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 SSPC關(guān)鍵技術(shù)研究38-48
• 4.1 三級(jí)降柵壓技術(shù)研究38-41
• 4.2 負(fù)載連接狀態(tài)在線檢測(cè)技術(shù)研究41-44
• 4.3 反時(shí)限過流保護(hù)研究44-47
• 4.3.1 反時(shí)限過流保護(hù)原理44
• 4.3.2 反時(shí)限過流算法的推導(dǎo)44-46
• 4.3.3 反時(shí)限過流保護(hù)的軟件設(shè)計(jì)46-47
• 4.4 PCB抗干擾的設(shè)計(jì)47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第五章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其可靠性分析48-53
• 5.1 MOS管的通斷波形測(cè)試48-49
• 5.2 系統(tǒng)通信模塊的測(cè)試49-50
• 5.3 反時(shí)限過流保護(hù)實(shí)驗(yàn)50-51
• 5.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性分析51-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 第六章 總結(jié)與展望53-55
• 6.1 論文的總結(jié)53-54
• 6.2 對(duì)SSPC的展望54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文60

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本文編號(hào)：622151