1、“.....是新型单片机技术在开关电源领域应用的完美体现。标准化目前高频开关整流器产品在设计时需满足的标准,除自身规范要求外,主要有电磁兼容标准和安全标准两种。对于开关电源的设计,先进的功率半导体器件可以方便的得到,先进的电路拓扑和控制方式已经开始应用,现在所应该做的就是想办法去实现,以提高技术水平,同时创造更好的应用机会和市场份额。数字化控制器简介随着电力电子技术的高速发展,开关电源得到了广泛的应用,而日新月异的高科技产品对开关电源提出了更高的要求。开关电源模拟控制技西安理工大学本科生毕业设计论文术发展了很多年,己经比较成熟,但是却无法克服固有的缺点。而开关电源采用全数字化控制与模拟控制相比,具有以下优势。数字控制器温度漂移小,抗干扰能力强,稳定性好,系统的可靠性高易于标准化。由于数字控制芯片的高可靠性,必然导致整个变换器系统的可靠性提高。可以有效的提高电源的致性......”。
2、“.....不可避免地将遇到因器件参数离散造成的电源性能偏差,只有在设计时不断的调整系统参数来尽量减小参数分散性对系统性能的影响在数字控制应用中,由于采用统标系统监控和维护方便。系统旦出现故障,可以很方便地通过接口或者接口或者通讯接口进行调试,故障查询,历史记录查询故障诊断,软件修复等也可以通过或者网络远程操作这样就可以以较低的成本完成自我校正和远程服务,也给厂家的售后服务带来很大的方便。采用数字控制方案,使得许多高级,复杂的算法有可能通过数字控制器来实现。相对于传统的应用广泛的控制器,在上个世纪,人们提出许多高级,复杂的控制策略以满足用户对控制特性的越来越高的要求,其中应用比较成功的有模糊控制,神经网络控制,无差拍控制,自适应控制等。这些新型的控制策略,与传统的控制策略起使用,可以取长补短,有效的提高系统的性能。因此使用数字技术来设计和开发开关电源势在必行......”。
3、“.....使用单片机通过外接转换芯片进行采样,采样后对得到的数据进行运算和调节,再把结果通过转换后传到删芯片中,实现单片机对开关电源的间接控制。这种方法的技术目前已经比较成熟,设计方法容易掌握,不但克服了模拟控制的固有缺陷,而且对单片机的要求不高,成本比较低。但是控制电路由于用多个芯片,电路比较复杂单片经过邓志田基于最小电源控制器设计的研究转换,有较大时延,势必影响电源的动态性能和稳压精度。也有的单片机集成了输出,但开关电源的高频化发展,般单片机的时钟频率有限,产生的输出频率和精度成正比,无法产生足够频率和精度的输出信号,并且单片机采用的是冯诺依曼总线结构,所以在运算量大的实时控制系统中很难有所作为。使用高性能数字芯片如对电源进行直接控制,数字芯片完成信号采样转换和输出等工作,由于输出的数字信号功率不足以驱动开关管,需要通过个驱动芯片进行开关管的驱动。这样就可以简化控制电路的设计......”。
4、“.....可以快速有效的实现各种复杂控制算法,实现对电源的有效控制,有较高的动态性能和稳压精度。但是芯片结构复杂,所有任务共享处理器内核寄存器,内部和外部存储器,引擎以及外设等资源,这些任务通常被称为线程。个任务很有可能和其他任务相互影响,这类影响般出乎人们的意料,不容易察觉。而且,大部分算法必须实时运行,因此,意外的延时或者等待都会导致系统出现故障。另外传统通用的,数据传输仍然是串行的,并非针对实时信号处理而设计,数据的输入输出能力相对于其处理能力要低得多,在些电力电子系统的控制中,难以满足实时性,因此性能受到定的限制。当实际要求进行更高速的处理运算时,他的运算速度和输入至输出的延时使得系统很难达到要求的精度。而些具有并行处理能力的其价格般很高,多是为实现特定功能而设计的,通用性比较差。可编程逻辑器件的发展及其特点随着微电子设计技术与工艺的发展,数字集成电路从电子管,晶体管,中小规模集成电路......”。
5、“.....的出现降低了产品的生产成本,提高了系统的可靠性,缩小了设计的物理尺寸,推动了社会的数字化进程。但是因其设计周期长,改版投资大,灵活性差等缺陷制约着它的应用范围。可编程逻辑器件随着微电子制造工艺的发展取得了长足的进步。从早期的只能存储少量数据,完成简单逻辑功能的可编程只读存储器,紫外线可擦除只读存储器和电可擦除只读存储器,发展到能完成中大规模的数字逻辑功能的可编程阵列逻辑和通用阵列逻辑,今天已经发展成为可以完成超大规模的复杂组合逻辑与时序逻辑的复杂可编程逻辑器件和现场可编程逻辑器件。随着工艺技术的发展与市场需虑到设计对时钟的稳定性要求较高,在本设计中使用的有源晶振,时钟信号经内部锁相环倍频成所需要的的工作频率。原理图如下西安理工大学本科生毕业设计论文模块对于用数字控制器而言,般接受的是数字信号。模拟信号要通过通道的转换才能加到控制器上,本次设计用采用的是模数转换芯片......”。
6、“.....第个部分为生成路波,第二个部分为生成四路波。整体框图整个系统总共包括下几个模块采样模块,数据更新模块,数字补偿模块,模块。下面分别对整体和各个模块作以介绍。整体框图各个模块框图模块总共有五个中管脚与最小系统连接,它们分别是,和八位数据管脚。在的框图如下西安理工大学本科生毕业设计论文数据更新模块为了节省资源只用个模数转换器,只需循环改变地址便可连续获得数据,但是两个数据更新时刻不同,为了是这两个数据同时更新需要对其中个数据进行延时更改。其模块图如下数字补偿模块根据上章选择的积分增量式,设计模块如下,为了方便参数更改调节把和作为输入。邓志田基于最小电源控制器设计的研究模块计数器的周期为,通过比较,为设置的占公比与计数器的大小来判断输出的是还是,同时还要考虑死区时间,设置死区时间为,所以有如下公式数字控制器的仿真为了验证上述电路的可行性......”。
7、“.....仿真分为两个部分,第个部分生成路波,第二部分为生成路波,第个部分包括模数转换模块数据更新模块数字补偿模块占空比计算模块等。模数转换模块的时序图如下。根据资料可知列举几个主要参数指标要求。下图为采样仿真结果,个用红色圆圈标示的为控制信号跳变情况。对应的时间分别为,为了检验仿真结果是否满足上图的时序图要求,需计算实际仿真得到的结果满足参数指标要求。数据更新模块邓志田基于最小电源控制器设计的研究通过添加了延时模块,可以看出和几乎是同时更新,方便了后面脉宽调制模块的运算,仿真结果如下图。下图为数据更新模块放大的局部图,从图中可以看出落后个。因为需要个周期计算得到才能和运算。数字补偿模块此模块仿真旨在验证通过数字补偿模块计算后的结果是否正确,再调节中的和两个参数,检测通过调参对控制量的影响,其仿真结果如下图。西安理工大学本科生毕业设计论文如上图,当和分别为和时,偏差从零依次增大。„„都满足式子......”。
8、“.....因此通过仿真可知此模块能实现控制量的计算。占空比计算模块此模块通控制量与的运算得到开关导通时间,再与计数器进行比计较得到波。仿真结构如下图。上图中代表初始占空比为占空比计算如式子。导通时间等于此处设置开关周期,理论上当计数器时为高电平。将上图的上升沿处放大得下图,导通时间等于此处,如下图可见,当时,跳变成高电平。处邓志田基于最小电源控制器设计的研究同理,不同的是导通时间变短。此次设计无法真实的反馈输入,只有通过模拟输入仿真,下面分别调节,和占空比观察对占空比的影响。调节仿真结果如下图通过更改的参数值可以看到开始明显变宽的变化趋势,符合数字的调节规律。调节仿真结果如下图西安理工大学本科生毕业设计论文通过改变的参数值,可以看出输出的也有明显的变化趋势,但是此次用的输入为人工模拟的,因此无法得到理想的输出。调节仿真结果如下图在模块中改变占公比的值从改变到,可以看出输出的波形有明显变窄的趋势......”。
9、“.....下面对生成可调四路进行仿真分析。因为要求此模块生成的的频率,占空比,死区时间都是可调的,因此设计开关频率为到。则开关周期为到。占空比设置个档位,分别是,。死区时间也设置三个档位,分别为。由于在上实现小数乘法即浪费资源又实现起来相对麻邓志田基于最小电源控制器设计的研究烦,因此选择作为开关周期。在仿真过程中,假设开关周期为和,占空比为和,死区时间为和。仿真结果如下图图中代表的是占空比为,代表占空比是,代表死区时间为,代表死区时间为。将上图中放大图如下图中三个圆圈分别标出跳变时刻的时间,从左到右依次是,则仿真实验占空比为,与开始设置的占空比非常相近,周期,约等于设置的。将上图中即,占空比为,死区时间西安理工大学本科生毕业设计论文为放大图如下图中三个圆圈分别标出跳变时刻的时间,分别是,则仿真实验占空比为,与开始设置的占空比非常相近,周期,约等于设置的。从上两图分析可知,此次仿真能实现调频,调占空比......”。
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