您当前的位置:五五电子网电子知识电源动力技术开关电源技术数字控制开关电源的设计 正文
数字控制开关电源的设计

数字控制开关电源的设计

点击数:7669 次   录入时间:03-04 11:35:11   整理:http://www.55dianzi.com   开关电源技术

4 结论

  设计了一种基于PWM控制器和MOSFET集成芯片TOPSwitch-FX TOP234Y的数控开关电源,对一些关键技术进行了详细的介绍和分析。如果要求更高精度的可调电源时可以增加计数器和数模转换的位数,但同时要考虑芯片的沉载能力。若要更高的输出功率,可以更换TOPSwitch-FX芯片。此外,文中对开关电源的一些重要参数如空载功耗等的研究没有涉及,有待进一步研究。

  本文作者创新点:设计一种基于PWM控制器和MOSFET集成芯片TOPSwitch-FX TOP234Y的电压可调数字控制开关电源,实现对5~40V范围内电压的步加、步减调节,步进精度为0.2V,并且通过双向反馈电路提高电压稳定性。

参考文献:

  [1]周新征,曾春年.TOPSwitch-II系列单片机开关电源的设计与应用[J].微计算机信息.2004,9:1-3.

  [2]王立欣,杨春玲.电子技术实验与课程设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003,165.

  [3]任元元,张志国,孙庆军,等.数控开关电源在遥测系统中的应用[J].遥测遥控,20(4):30.

  [4]刘奇元,朱石沙,王启新,等.一种基于PWM技术的数控高压源设计[J].湘潭大学自然科学学报,26(1):12 .

  [5]周志敏,周纪海,纪爱华,等.单片开关电源[M].北京:电子工业出版社,2004,17,32-39.

  [6]李金伴,李捷辉,李捷明.开关电源技术[M].北京:化学工业出版社,2006,1-2.

  [7]戴佳,戴卫恒.51单片机C语言应用程序设计实例精讲[M].北京:电子工业出版社,2006,450.

  [8]康华光.电子技术基础数字部分(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2000,252-253,389.

  [9]马积勋,张锡赓.电子技术基础考研精要与典型题解析[M].西安:西安交通大学出版社,2002,254.

  [10]周明德.微型计算机原理及应用(第四版)[M].北京:清华大学出版社,2002,341.

  [11]康华光.电子技术基础模拟部分(第四版)[M].北京:高等教育出版社,1999,210-211.

  [12]冯文礼.TOP开关电源的设计与制作.辽宁工学院学报[J],2002,(22)11-12.

  [13]黄智伟等.全国大学生电子设计竞赛训练教程[M].北京:电子工业出版社,2005,75



www.55dianzi.com1.4 系统控制算法软件实现

  DSP数字控制能够实现较之模拟控制更为高级而且复杂的策略,与模拟控制电路相比较,数字控制电路拥有更多的优点:数字PID系统相对于模拟PID系统具有设计周期短、灵活多变易于实现模块化管理,能够消除因离散元件引起的不稳定和电磁干扰等优点。数字控制系统主程序图如5所示。主程序的作用:初始化,其中包括给控制寄存器赋初值,这时系统工作时钟开CAP1INT、CAP2INT中断,在等待中断的空闲时间内采集输出信号,设置ADC转换结束标志位为1.为保证程序的正常运行要禁止看门狗,设置PWM信号的频率和死区时间,设置通用定时器1和2的控制寄存器,设置捕获控制寄存器检测下降沿。

  

  2 实验结果及其分析

  设交流输入电压220V,输出电压为48V,输出功率为1000W,效率为95%,变换器工作频率为100kHz.

  2.1 单相功率因数校正AC/DC变换器升压电感计算

  Boost升压电感的计算必须是在最差的情况下得到,即输入最低电压,而输出满载的时候来确定,其输入电流:

  

  允许的纹波电流一般是取输入电流的20%,即:

  

  在最低线电压时最小占空比为:

  

  由电磁感应的基本公式推导出临界电感为:

  

  因此可取升压电感L=470H.

  2.2 移相全桥软开关变换器滤波输出电容计算

  选择输出电容时,电容的输出电压维持时间非常重要。当输入能量截止时,要求电容电压仍可维持在某特定范围内,输出滤波电容由以下公式计算:

  



www.55dianzi.com2.3 仿真结果及分析

  为了验证基于DSP控制数字开关电源设计的可行性和参数选择的正确性,利用PspICe软件对图1所示的系统进行仿真,仿真波形图如图6,7所示。图6为输入交流电压和电流仿真波形图,从图6中能清楚的看到输入电流很好跟随交流输入电压,实现了功率因数校正的目的。图7所示为输出电压仿真波形,从图7中可以看到输出为一条比较光滑的48V直流电压。仿真结果跟理论计算的结果完全符合,达到了预期的目的。

  

  

  2.4 试验结果及分析

  最后,设计了基于TMS320F2812的功率因数校正实验电路,实验结果如图8所示,该图为输入电压和输入电流波形,波形显示了输入电流很好的跟随了输入电压,达到了功率因数校正的目的。实验结果表明在通信开关电源中用数字控制器代替模拟控制器是可行的。

  

  3 结语

  数字开关电源相对模拟开关电源,具有不可比拟的优势,如减少电源的体积和重量,提高控制精度以及维修升级方便。

  随着控制理论与实施手段的不断完善以及DSP价格不断的降低,数字控制开关电源将成为今后一个重要的研究方向。



上一页  [1] [2] 


本文关键字:开关电源  数字控制  开关电源技术电源动力技术 - 开关电源技术