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基于DSP的免損大電流開關電源研究

作者:admin來源:本網 日期:2018-3-8 10:25:00 人氣: 標簽:

  基于DSP的免損大電流開關電源研究王安娜,張化光,張石(東北大學信息科學與工程學院,遼寧沈陽110004)電容及開關陣組成輸出回路由并聯電容及開關陣組成由運算速度快、計算精度高的DSP作為控制器,DSP輸出可控脈沖,控制開關陣通斷狀態,以改變開關電源的輸出。用狀態平均法分析了開關電源充放電過程。對此開關電源做了計算機仿真。

  以4個電容為例,Cl,C3為一組,C2,C4為一組。Cl,C2,C3,C4電容值相同。兩組電容中一組充電時,另一組向負載供電。當VT1,VT5,VT9導通,VT3VT7關斷時,C1,C3串聯被充電;T4,VT8導通時,C2C4并聯向負載放電。實際應用中可根據需要增減充放電電容的個數。電感L2,C5用來濾除疊加在輸出電壓上的高頻干擾。

  1.2控制電路TMS320LF2407DSP集快速、精確的實時處理能力和控制器外設功能于一身,因而將它作為開關電源的控制器。由DSP采集輸出信號,與基準電壓進行比較,輸出可控脈沖,對開關陣通斷狀態及時間進行控制,以改變開關電源輸出,開關管采用IGBT,由專用驅動模塊EXB841驅動。DSP內部帶有A/D轉換模塊,事件管理模塊中包含定時器和比較單元,所以不必再加另外的A/D轉換電路,大大簡化了開關電源的實際電路。一個TMS320LF2407可輸出多達16路的PWM可控方波,可控制多個IGBT 2開關電源充放電過程分析2.1輸入串聯電容陣充電過程分析在中,當開關管VTi,VT5,VT9導通,VT3,VT7關斷時,電壓源向串聯電容C3充電,兄為電源內阻,等效電路如所示。

  因電路參數不同,電路將有非振蕩、振蕩與臨界振蕩三種情況。

  若,這時出現非振蕩的充電過程,因為開關周期很短,在一個周期內,輸入可視為不變,則有P1,P2為特征根;Uci隨時間單調增長。

  2.2輸出并聯電容陣一負載電路充放電過程分析在中,第一組串聯電容充電的同時,已充好電的第二組電容C2,C4并聯與負載相聯。此時VT3,VT6,VT7,VT10關斷,VT4VT8導通,令并聯電容陣電壓為叫,等效圖如所示。

  當輸出未達到要求時,Ki,K2閉合,并聯電容陣向負載充電,D不導通,輸出電壓、電流增加。當輸出達到或超過輸出電壓要求時,K1K2打開,斷開并聯電容陣D導通,輸出電壓、電流下降。設負載為Ro忽略開關管導通電阻及二極管D導通電壓。并設開關在一個周期T內動作依次為:時,K1,K2閉合,并聯電容陣向負載充電,將并聯電容組看作充電電源,電路如所示;to+T時,K1,K2斷開,電路如所示。

  并聯電容陣一負載電路充電等效電路Fg.4Equivalentcharggcircuit并聯電容陣一負載電路放電等效電路Fig.5Equvatertdischargingcircuit與其對應的狀態變量方程為界,bi(入)的元素均不大于M令d2,則有:E表示單位矩陣。設輸入控制向量biU)連續并有在線性近似時可忽略T的二次項,據式(4),入=p當bi(入),b2(入)分別為恒定值Bi,稱為狀態方程式(2)的狀態平均法公式。

  視為不變。選狀態變量x=T圖i所示電路狀態平均方程為直流穩態方程為AX=從以上分析可以看出,通過控制開關陣狀態、通斷時間可調節輸出電壓、電流。

  3仿真結果及分析為仿真結果,仿真實驗時設負載為電阻,其電壓波形與電流波形形狀相同。其中,a為負載減少50%時的輸出電壓曲線;b為負載增加25%時的輸出電壓曲線。由仿真結果可以看出,在負載變化時,該開關電源仍有較好的輸出特性曲線。

  (a)―負載減少50%;(b)―負載增加25%電壓大電流。可以根據負載要求,方便地增減儲能汪晉寬。開關電源的技術動向。基礎自動化,1999 4結論本文設計的開關電源采用的元件都是電容、電感儲能元件,開關管采用IGBT,整個電路耗能少,發熱量小,器件使用壽命長,效率高。

  輸出端采用并聯電容組與負載相聯,為低電容個數,組態電容陣,以改變輸出電壓、電流的大小。

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