本文關鍵詞：基于I~2C總線的模塊化測試電源設計

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【摘要】：本課題研究的測試電源是應急通信車輛檢測中的一體化電源,有兩方面主要用途,其一是為電纜的導通、絕緣測試提供電源,其二是為計算機、繼電器、傳感器以及集成電路等設備供電。隨著模塊化電源技術的發(fā)展,測試電源系統(tǒng)中模塊開關電源的應用逐漸增多,提高了系統(tǒng)的智能化程度以及安全可靠性能。本文在深入分析了開關電源工作原理及特點的基礎上,根據(jù)課題的設計指標要求,以DC/DC型開關電源模塊單元為研究對象,提出并設計了一種以C8051F040單片機為核心,基于I~2C總線協(xié)議實現(xiàn)對5個不同輸出電壓的電源模塊數(shù)字化控制的測試電源系統(tǒng),在應急通信車自帶電源發(fā)生故障時,能夠快速的對故障進行檢測排除,保證應急通信車的工作效率,提高其可靠性。本文主要研究的工作以及創(chuàng)新點如下:1、在分析測試電源系統(tǒng)技術要求的基礎上,對系統(tǒng)的功率主電路部分進行了詳細設計,包括每一個電源模塊單元的主電路和控制電路設計,重點研究了移相諧振變換器的工作原理以及輸出特性。2、采用數(shù)字控制系統(tǒng)對測試電源進行控制,選取高性能Cygnal微控制器C8051F040作為數(shù)字控制系統(tǒng)的核心控制器,I~2C總線技術的應用,很大程度簡化了控制電路部分的設計,同時提高了測試電源系統(tǒng)的安全可靠性。3、最后設計制作了基于I~2C總線協(xié)議數(shù)字化控制的220V交流輸入、五路直流輸出的測試電源系統(tǒng),設計了功率因數(shù)校正電路、每一個電源模塊的保護電路以及電磁兼容部分。采用I~2C總線技術實現(xiàn)電源模塊隔離組合的數(shù)字解決方案,為測試電源產(chǎn)品的開發(fā)提出了一種有效的設計方法。
【關鍵詞】：測試電源 I~2C總線 模塊化 數(shù)字控制 移相諧振
【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】：TN86
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.1.1 課題研究背景9
• 1.1.2 課題研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外開關電源研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 開關電源發(fā)展及現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 開關電源關鍵技術11-12
• 1.3 測試電源概述12-13
• 1.3.1 測試電源發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.3.2 測試電源發(fā)展趨勢12-13
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排13-15
• 第二章 開關電源工作原理15-31
• 2.1 開關電源概述15-16
• 2.1.1 開關電源定義15
• 2.1.2 開關電源結構15-16
• 2.2 開關電源拓撲選擇16-20
• 2.2.1 基本的DC/DC變換器拓撲16-18
• 2.2.2 隔離型PWM變換器拓撲18-20
• 2.3 移相諧振型開關電源工作原理20-29
• 2.3.1 移相控制器UC387521-23
• 2.3.2 UC3875移相零電壓過渡PWM控制原理23-26
• 2.3.3 移相全橋變換器工作原理26-29
• 2.4 本章小結29-31
• 第三章 I~2C總線的硬件設計31-41
• 3.1 I~2C總線簡介31-33
• 3.1.1 I~2C總線定義31
• 3.1.2 I~2C總線結構31-32
• 3.1.3 I~2C總線的特點32-33
• 3.2 I~2C總線時序33-35
• 3.2.1 I~2C總線起始位和停止位33
• 3.2.2 I~2C總線最小傳輸單元33-34
• 3.2.3 I~2C總線數(shù)據(jù)傳輸過程34-35
• 3.3 I~2C總線接口設計35-40
• 3.3.1 控制器的選型35
• 3.3.2 控制器I/O端口與交叉開關35-37
• 3.3.3 I~2C接口數(shù)據(jù)傳輸37-39
• 3.3.4 接口電路設計39-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第四章 測試電源系統(tǒng)的模塊開關電源電路設計41-61
• 4.1 測試電源系統(tǒng)技術要求41-43
• 4.1.1 系統(tǒng)架構41-42
• 4.1.2 技術參數(shù)42-43
• 4.2 測試電源功率主電路設計43-59
• 4.2.1 電磁兼容設計44-47
• 4.2.2 功率因數(shù)校正電路設計47-49
• 4.2.3 模塊Ⅰ功率單元電路設計49-55
• 4.2.3.1 主電路設計49-50
• 4.2.3.2 移相控制電路設計50-52
• 4.2.3.3 驅(qū)動電路設計52-53
• 4.2.3.4 保護電路設計53-55
• 4.2.4 其它模塊功率單元電路設計55-59
• 4.2.4.1 功率模塊Ⅱ主電路設計56
• 4.2.4.2 功率模塊Ⅲ主電路設計56-57
• 4.2.4.3 功率模塊Ⅳ主電路設計57-58
• 4.2.4.4 功率模塊Ⅴ主電路設計58-59
• 4.3 本章小結59-61
• 第五章 數(shù)字化控制設計方案與整機設計61-79
• 5.1 基于DSP技術的控制設計方案61-62
• 5.2 基于I~2C總線的測試電源系統(tǒng)控制設計方案62-74
• 5.2.1 控制系統(tǒng)總體設計架構62
• 5.2.2 監(jiān)控單元設計62-63
• 5.2.3 顯示器與按鍵設計63-64
• 5.2.4 光電隔離單元設計64-65
• 5.2.5 I~2C分配器的選擇65-67
• 5.2.6 I~2C隔離變換電路設計67-74
• 5.3 整機設計74-76
• 5.4 測試電源性能測試76-77
• 5.5 本章小結77-79
• 第六章 結論與展望79-81
• 6.1 工作總結79
• 6.2 工作展望79-81
• 參考文獻81-85
• 攻讀學位期間所取得的相關科研成果85-87
• 發(fā)表的論文85
• 實用新型專利85-87
• 致謝87

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