發(fā)布時(shí)間：2017-08-16 02:10

  本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)字式控制DC-DC開關(guān)電源算法設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： DC-DC開關(guān)電源 數(shù)字控制技術(shù) 離散時(shí)間建模 脈沖寬度調(diào)節(jié)器 小信號(hào)模型

【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,開關(guān)電源在電路設(shè)計(jì)中的作用越來越顯著。開關(guān)電源通過控制開關(guān)晶體管的通斷時(shí)間長(zhǎng)短,來輸出穩(wěn)定的電壓給負(fù)載。開關(guān)電源一般由脈頻調(diào)制(PWM)控制IC芯片和MOS晶體管構(gòu)成。迄今為止,電力電子技術(shù)已經(jīng)取得重大進(jìn)展,使得開關(guān)電源也不斷地創(chuàng)新。開關(guān)電源的體積小,效率高的特點(diǎn)使之成為電源市場(chǎng)的主力軍。是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展必備的一種高精度的電源。該設(shè)計(jì)主要講述開關(guān)電源的一種算法研究,該種算法是開關(guān)電源工作在固定頻率下離散時(shí)間模型,模型中的降壓轉(zhuǎn)換電路是基于離散時(shí)間模型來設(shè)計(jì)的,整個(gè)開關(guān)電源的閉環(huán)回路包括一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器,一個(gè)脈沖寬度調(diào)節(jié)器,一個(gè)補(bǔ)償器,還有電壓轉(zhuǎn)換模塊電路,這個(gè)模型不同于其他模型之處在于,所有這些模塊都是直接在Z域中建模設(shè)計(jì),相對(duì)于連續(xù)時(shí)間設(shè)計(jì)的電路在設(shè)計(jì)存在的誤差中有很大差異,其中s-z轉(zhuǎn)換誤差是主要的差異,該誤差是市場(chǎng)設(shè)計(jì)的開關(guān)電源在s域中的主要誤差來源,這也是離散時(shí)間設(shè)計(jì)能夠超過連續(xù)時(shí)間設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在,本文的實(shí)例就是基于上述離散時(shí)間模型設(shè)計(jì)的,通過設(shè)計(jì)閉環(huán)電路的控制器結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)電源的輸出精確控制,本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過程是首先通過Matlab進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真,這在模型的驗(yàn)證中證明了設(shè)計(jì)的正確性。其次,通過研究控制器的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)控制器的功耗和延遲的最佳配比,得出控制器的基本架構(gòu),通過Verilog語言編碼控制器結(jié)構(gòu),該控制器結(jié)構(gòu)最終寫入FPGA中,最后在Simetrix軟件中,加入電路器件的實(shí)際效應(yīng),比如電感附加電阻、電容附加電阻等,通過仿真驗(yàn)證該算法設(shè)計(jì)的正確性。
【關(guān)鍵詞】：DC-DC開關(guān)電源 數(shù)字控制技術(shù) 離散時(shí)間建模 脈沖寬度調(diào)節(jié)器 小信號(hào)模型
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN86
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 開關(guān)電源現(xiàn)狀12-13
• 1.3 開關(guān)電源發(fā)展趨勢(shì)13
• 1.4 論文研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 DC/DC電源轉(zhuǎn)換器概論15-39
• 2.1 穩(wěn)壓電源介紹15-17
• 2.1.1 線性穩(wěn)壓電路15-16
• 2.1.2 切換式穩(wěn)壓電路16-17
• 2.1.3 切換式穩(wěn)壓電路的分類17
• 2.2 開關(guān)電源的工作原理17-19
• 2.2.1 電感伏秒平衡18
• 2.2.2 電容電荷平衡18-19
• 2.3 降壓轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介19-29
• 2.3.1 降壓轉(zhuǎn)換器架構(gòu)及分析19-23
• 2.3.2 降壓轉(zhuǎn)換電路連續(xù)導(dǎo)通模式分析23-27
• 2.3.3 降壓轉(zhuǎn)換器不連續(xù)導(dǎo)通工作模式分析27-29
• 2.4 降壓轉(zhuǎn)換電路的小信號(hào)模型推導(dǎo)29-32
• 2.4.1 降壓轉(zhuǎn)換器狀態(tài)方程式29-30
• 2.4.2 降壓轉(zhuǎn)換電路的大信號(hào)建模30-32
• 2.5 同步整流降壓轉(zhuǎn)換電路32-34
• 2.5.1 控制電路分類32-34
• 2.6 切換式穩(wěn)壓器規(guī)格定義34-38
• 2.6.1 轉(zhuǎn)換效率(Efficiency)34-35
• 2.6.2 電壓紋波(Voltage Ripple)35-36
• 2.6.3 暫態(tài)響應(yīng)(Transient Response)36-37
• 2.6.4 線性調(diào)節(jié)度(Line Regulation)37-38
• 2.6.5 負(fù)載調(diào)節(jié)度(Load Regulation)38
• 2.7 本章小結(jié)38-39
• 第三章 控制器原理分析39-45
• 3.1 控制技術(shù)的發(fā)展過程39
• 3.2 基本控制理論基礎(chǔ)39-44
• 3.2.1 單參數(shù)控制器40-41
• 3.2.2 比例-微分控制41-42
• 3.2.3 比例-積分控制器42-43
• 3.2.4 比例-積分-微分控制器43-44
• 3.3 本章總結(jié)44-45
• 第四章 離散時(shí)間模型45-54
• 4.1 時(shí)域分析法45-50
• 4.1.1 時(shí)域分析法的主要性能指標(biāo)45-46
• 4.1.2 一階系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型46
• 4.1.3 二階系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型46-49
• 4.1.4 高階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能49-50
• 4.2 根軌跡法50-52
• 4.2.2 控制系統(tǒng)的根軌跡分析51-52
• 4.3 頻率分析法52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 離散時(shí)間開關(guān)電源設(shè)計(jì)54-71
• 5.1 離散時(shí)間開關(guān)電源建模54
• 5.2 補(bǔ)償器建模54-55
• 5.3 連續(xù)時(shí)間開關(guān)電源建模55-58
• 5.4 離散時(shí)間建模58-66
• 5.5 離散時(shí)間設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)66-69
• 5.5.1 直接型66-67
• 5.5.2 級(jí)聯(lián)型67-68
• 5.5.3 并聯(lián)型68
• 5.5.4 verilog語言設(shè)計(jì)68-69
• 5.6 S域建模與Z域建模比較69-70
• 5.7 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-72
• 6.1 總結(jié)71
• 6.2 展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄77-85
• 作者在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目85

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳志彬;王仲初;;單相開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[J];電源世界;2001年10期

2 陳志彬,吳文波;單相開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[J];鞍山鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào);2001年06期

3 周志敏;開關(guān)電源的分類及應(yīng)用[J];電子質(zhì)量;2001年11期

4 陳海龍;開關(guān)電源的關(guān)鍵技術(shù)[J];現(xiàn)代電信科技;2001年12期

5 張永貴;趙金順;;開關(guān)電源故障的分析與檢修[J];家電檢修技術(shù);2001年10期

6 周志敏;;開關(guān)電源的分類及應(yīng)用[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2001年03期

7 苑國(guó)良;開關(guān)電源發(fā)展新趨勢(shì)[J];機(jī)電一體化;2002年01期

8 楊柳春;談開關(guān)電源的效率[J];蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2002年01期

9 劉軍;開關(guān)電源的應(yīng)用與發(fā)展[J];大眾用電;2002年12期

10 徐九玲,謝運(yùn)祥,彭軍;開關(guān)電源的新技術(shù)與發(fā)展前景[J];電氣時(shí)代;2003年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳永真;;一種簡(jiǎn)潔的高效率開關(guān)電源的研制[A];2008中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

2 李硯泉;;回掃式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[A];信息科學(xué)與微電子技術(shù):中國(guó)科協(xié)第三屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1998年

3 朱春節(jié);馬衛(wèi)東;郭春生;李志國(guó);呂長(zhǎng)志;;開關(guān)電源模塊可靠性研究[A];2007'第十二屆全國(guó)可靠性物理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2007年

4 陳百川;陳百江;;開關(guān)電源常見故障的檢修[A];第六屆中國(guó)科學(xué)家論壇論文匯編[C];2007年

5 屈熹;姜書艷;劉布民;;提高開關(guān)電源效率的方法研究[A];2007'中國(guó)儀器儀表與測(cè)控技術(shù)交流大會(huì)論文集（二）[C];2007年

6 張利光;;通信開關(guān)電源原理簡(jiǎn)析及應(yīng)用[A];河南省通信學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

7 鐘炎平;;開關(guān)電源的噪聲及其抑制[A];第二十屆電工理論學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

8 瞿小龍;徐自強(qiáng);汪澎;;小型化開關(guān)電源的發(fā)展和趨勢(shì)[A];2010中國(guó)電子制造技術(shù)論壇論文集[C];2010年

9 高峰;;計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的一般維修方法[A];河南地球科學(xué)通報(bào)2008年卷（下冊(cè)）[C];2008年

10 謝聯(lián)f;;醫(yī)療設(shè)備的開關(guān)電源的工作原理和維修[A];2011年浙江省醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2011年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐君;亞洲開關(guān)電源制造業(yè)市場(chǎng)透析[N];中國(guó)電力報(bào);2002年

2 雯麗;工業(yè)開關(guān)電源行業(yè)有待整合[N];國(guó)家電網(wǎng)報(bào);2009年

3 浙江 吳建龍;5V/1A開關(guān)電源的制作[N];電子報(bào);2013年

4 徐君;亞洲開關(guān)電源制造業(yè)市場(chǎng)透析[N];中國(guó)電力報(bào);2002年

5 黎力;開關(guān)電源的選用[N];中國(guó)電力報(bào);2004年

6 信息產(chǎn)業(yè)部電子九所 周平章 何發(fā)松;開關(guān)電源的技術(shù)與市場(chǎng)[N];中國(guó)電子報(bào);2000年

7 中興通訊股份有限公司電源系統(tǒng)部 向陽;探尋開關(guān)電源供應(yīng)商新出路[N];中國(guó)電子報(bào);2004年

8 吉林 劉柏林;改110V為220V輸入的開關(guān)電源[N];電子報(bào);2002年

9 廣東 羅衛(wèi)平;檢修開關(guān)電源防止開關(guān)管炸裂方法[N];電子報(bào);2003年

10 北京 張純學(xué);5V/3A開關(guān)電源的修理與改進(jìn)[N];電子報(bào);2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 周月閣;開關(guān)電源多元質(zhì)量穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 劉雨鑫;基于系統(tǒng)兼容性的DC-DC開關(guān)電源芯片研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

3 于月森;本質(zhì)安全型開關(guān)電源基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2012年

4 袁臣虎;開關(guān)電源DC/DC變換器電路參數(shù)及新拓?fù)溲芯縖D];天津大學(xué);2012年

5 陳乾宏;開關(guān)電源中磁集成技術(shù)的應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

6 劉簾曦;基于Verilog-A HDL高層次行為模型的大功率DC/DC開關(guān)電源芯片的設(shè)計(jì)研究[D];西安電子科技大學(xué);2006年

7 吳景林;40T混合磁體外超導(dǎo)磁體電源的開關(guān)電源方案研究與設(shè)計(jì)[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐洪偉;開關(guān)電源在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

2 王琳;基于STM32的高壓電源設(shè)計(jì)[D];遼寧大學(xué);2015年

3 高雪菲;基于DSP和FPGA的數(shù)字化開關(guān)電源的研究和設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2014年

4 李艷麗;開關(guān)電源中保護(hù)電路的研究與設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2015年

5 馮強(qiáng);開關(guān)電源傳導(dǎo)電磁干擾建模研究[D];西南交通大學(xué);2015年

6 蔣丹;多路礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電源設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中師范大學(xué);2015年

7 張金格;開關(guān)電源故障診斷方法研究[D];沈陽理工大學(xué);2015年

8 王旭亞;高精度半導(dǎo)體制冷大功率程控電源關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 陳山;低功耗LED開關(guān)電源研究與開發(fā)[D];廣東工業(yè)大學(xué);2015年

10 王秋影;電源公司新產(chǎn)品導(dǎo)入管理研究[D];廣東外語外貿(mào)大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：680944