本文關(guān)鍵詞： 電能 高頻開關(guān)電源 數(shù)控可調(diào)不間斷直流電源 功率因數(shù)校正 軟開關(guān)技術(shù) 主備電源　出處：《安徽工程大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：從電能第一次進入人類生活被使用開始,歷史上每一步的發(fā)展都離不開電。社會的進步伴隨著多樣化的需求,為了滿足不同場合的各種用電,高頻開關(guān)電源應(yīng)運而生。高頻開關(guān)電源屬于電能的轉(zhuǎn)換裝置,能將電能轉(zhuǎn)換成任何電壓等級和種類,因此可以廣泛地用于各行各業(yè),甚至航空航天等前沿科技領(lǐng)域。此外,隨著社會的發(fā)展,一方面電子產(chǎn)品層出不窮,運用的場合也各不相同,這就導(dǎo)致了對電源性能要求的不斷提高;另一方面公眾對能源問題的重視程度日益提升,使得用電效率問題變得突出。而高頻開關(guān)電源本身為了提升性能,必須依靠不斷提升頻率,降低元器件體積來實現(xiàn)。頻率的提升使得單位時間內(nèi)開關(guān)管的動作次數(shù)增多,這勢必出現(xiàn)了更高的開關(guān)損耗。所以,在性能提升的同時兼顧用電效率,就必須在高頻開關(guān)電源領(lǐng)域不斷探索。研究新的拓?fù)?引入新的技術(shù),發(fā)現(xiàn)新的材料,通過不斷的優(yōu)化設(shè)計,最終達到所有用戶的要求。本論文的主要任務(wù)是設(shè)計數(shù)控可調(diào)不間斷直流電源。該電源分為市網(wǎng)和和蓄電池兩種輸入方式,市網(wǎng)主電源從市網(wǎng)取電,主要經(jīng)過AC-DC升壓型功率因數(shù)校正電路、半橋LLC諧振電路、第二級降壓電路。AC-DC升壓型功率因數(shù)校正電路主要用于交流電的整流和電流波形的校正,該電路以NCP1654為控制芯片,輸出穩(wěn)壓的385V直流電。半橋LLC諧振電路運用了軟開關(guān)技術(shù),主要起到了第一級降壓作用。該電路以NCP1397為控制芯片,將前一塊電路的輸出電壓降至48V。第二級降壓電路為同步降壓電路,在MC9S12主控板的直接控制下,完成對整個市網(wǎng)主電源的可調(diào)輸出。蓄電池備用電源從電池中取電,用以保證市網(wǎng)或者市網(wǎng)主電源電路可能出現(xiàn)故障時,能夠持續(xù)為負(fù)載供電。備用電源只經(jīng)過了一個升降壓電路(蓄電池供電電路),電路中升壓和降壓的控制分別用LM3478芯片和NCP1034芯片完成,而MC9S12主控板則主動給予NCP1034芯片F(xiàn)B引腳反饋信號,通過NCP1034芯片間接調(diào)控備用電源的輸出電壓。芯片供電電路主要的作用是對各電路的控制芯片和主控板芯片進行供電,而主備電源之間的切換輸出則由芯片供電電路對控制芯片的選擇供電來完成。MC9S12主控板以飛思卡爾單片機MC9S12為核心,完成對整個系統(tǒng)的保護、檢測和輸出電壓的調(diào)整。設(shè)計中,首先針對數(shù)控可調(diào)不間斷直流電源的原理進行了研究,在總體功能要求的前提下,從每塊電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇入手,詳細的完成了電路設(shè)計和元器件參數(shù)的計算。為了驗證其合理性,隨后又做出了 Matlab-Simulink仿真,最后按照之前的設(shè)計,研制出了完整的樣機,并給出了部分測試結(jié)果與分析。
[Abstract]:From the first time the electric energy was used in human life, every step of the development of history can not be separated from electricity. The progress of society is accompanied by a variety of needs, in order to meet the various occasions of electricity. High frequency switching power supply arises at the historic moment. High frequency switching power supply belongs to the power conversion device, which can convert the power into any voltage grade and type, so it can be widely used in various industries. In addition, with the development of society, on the one hand, electronic products emerge in endlessly, the use of the occasions are also different, which leads to the continuous improvement of power performance requirements; On the other hand, the public pay more and more attention to the energy problem, which makes the problem of power efficiency become prominent. In order to improve the performance of high frequency switching power supply, it has to rely on increasing frequency. To reduce the volume of components to achieve. The frequency of the increase in the number of times in the unit time switch, which is bound to appear a higher switching loss. Therefore, in the performance of the improvement while taking into account the efficiency of the use of electricity. It is necessary to explore new topology, introduce new technology, find new materials and optimize design in the field of high frequency switching power supply. The main task of this paper is to design the NC adjustable uninterruptible DC power supply, which is divided into two input modes: municipal network and battery. Mainly through AC-DC boost power factor correction circuit, half-bridge LLC resonant circuit. The second stage step-down circuit. AC-DC boost power factor correction circuit is mainly used for AC rectifier and current waveform correction. The circuit uses NCP1654 as the control chip. The output voltage is 385V DC. The half-bridge LLC resonant circuit uses soft switching technology, which plays the first stage of voltage reduction. The circuit uses NCP1397 as the control chip. The output voltage of the former circuit is reduced to 48 V. the second stage is a synchronous step-down circuit under the direct control of the MC9S12 main control board. The adjustable output of the main power supply of the whole city network is completed. The battery reserve power is taken from the battery to ensure that the main power supply circuit of the market network or the city network may fail. The power supply can be continuously supplied to the load. The backup power supply is only passed through a voltage up and down circuit (battery power supply circuit), in which the boost and step-down control are accomplished by the LM3478 chip and the NCP1034 chip, respectively. The MC9S12 main control board gives the feedback signal of the FB pin of the NCP1034 chip actively. The output voltage of standby power supply is indirectly regulated by NCP1034 chip. The main function of chip power supply circuit is to supply power to the control chip and main control board chip of each circuit. The switching output between the main and standby power supply is completed by the chip power supply circuit to select the control chip to complete. MC9S12 main control board with Freescale single chip microcomputer MC9S12 as the core. Complete the protection of the whole system, detection and output voltage adjustment. In the design, the principle of NC adjustable uninterruptible DC power supply is studied, under the premise of the overall functional requirements. Starting with the topology selection of each circuit, the design of the circuit and the calculation of the component parameters are completed in detail. In order to verify the rationality of the circuit, the Matlab-Simulink simulation is made. Finally, according to the previous design, a complete prototype is developed, and some test results and analysis are given.
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN86

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