電源分類多樣,對(duì)比模擬電源性能,數(shù)字電源因其運(yùn)算能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、易于監(jiān)控等特點(diǎn),被研究人員和電源市場(chǎng)廣泛關(guān)注。如何設(shè)計(jì)一款體積小、成本低、性能強(qiáng)的實(shí)用性數(shù)字電源,是本論文研究的重點(diǎn)。本文首先分析了數(shù)字電源的種類及實(shí)際的市場(chǎng)需求。考慮到成本、開(kāi)發(fā)快捷性、使用經(jīng)濟(jì)性及市場(chǎng)的基本需求,得出在滿足相同控制性能的條件下,基于ARM的STM32系列芯片設(shè)計(jì)的數(shù)字電源相對(duì)于基于TI公司的DSP芯片設(shè)計(jì)的數(shù)字電源能有效的降低成本。本文以ST公司的STM32作為本項(xiàng)目的主控芯片,通過(guò)采用增量式PID算法與積分分離PID算法相結(jié)合作為軟件設(shè)計(jì)算法,以H橋Buck-Boost型電路拓?fù)錇橹麟娐吩O(shè)計(jì)框架,設(shè)計(jì)了一款能完成程控輸出和各種故障報(bào)警顯示的數(shù)字電源。本文的主要內(nèi)容包括四部分。首先確定以基于ARM的STM32作為本項(xiàng)目的主控芯片,其次對(duì)基于Buck-Boost的主控電路進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括MOS管構(gòu)成的功率主電路、驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和OLED顯示電路;然后進(jìn)行了基于PID算法的軟件設(shè)計(jì),完成了程序編寫、編譯和燒錄等步驟;最后對(duì)軟硬件進(jìn)行了聯(lián)調(diào),完成了恒壓恒流控制,UART通訊、OLED屏幕... 

【文章來(lái)源】：西京學(xué)院陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

增量式PID算法仿真圖2.7改進(jìn)型PID算法理論

第二章已經(jīng)對(duì)增量式 PID 控制算法進(jìn)行了深入的理論分析，同時(shí)結(jié)式 PID 算法所存在的短板問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)，結(jié)合積分分離 PID 算法法進(jìn)行了有效地改進(jìn)[43]。本設(shè)計(jì)的 PID 控制對(duì)象是預(yù)設(shè)值與采樣值偏差，需要通過(guò)算法對(duì)其進(jìn)行逐步的修正、減小，從而達(dá)到減小靜態(tài)穩(wěn)定精度的目的。偏差值被不斷的送入 PID 算法程序中，經(jīng)過(guò)計(jì)算，通過(guò) PWM 調(diào)節(jié)的率轉(zhuǎn)電路中的占空比大小，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)電源輸出的控制。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量進(jìn)行控制，數(shù)字量的控制是離散的，因此需要對(duì)差值先經(jīng)過(guò)離散化處理。這樣，就需要將一系列采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的以Tk 作為連續(xù)時(shí)間點(diǎn) t，用積分作用來(lái)替代求和，用微分作用對(duì)數(shù)據(jù)換，用這樣的方式來(lái)對(duì)模擬量進(jìn)行數(shù)字化的替換，從而能夠獲得對(duì)應(yīng)D 表達(dá)式，結(jié)合積分分離的 PID 算法進(jìn)一步能夠得到改進(jìn)增量式 PID程圖[44]。.6 和圖四.7 所示，增量式 PID 和改進(jìn)的增量式 PID 軟件流程設(shè)計(jì)圖。

2）5V 直流電壓輸出測(cè)試為避免電源降壓在單位面積上發(fā)熱較大，影響電路正常工作，因此在板子允許的情況下，采用 LDO 型多級(jí)降壓的方式設(shè)計(jì)電路。圖五.7 所示為 12V 轉(zhuǎn) 5V 測(cè)試電路圖。圖五.7 5V 直流電壓輸出測(cè)試標(biāo)記圖在 VCC_SYS_12V（D 測(cè)試點(diǎn)）接入直流電源，在 B 測(cè)試點(diǎn)接數(shù)字示波器一個(gè)通道的測(cè)試端子，觀察輸出值和輸出波形如圖五.8 所示，輸出正常。

【參考文獻(xiàn)】：
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