基于DSP的數(shù)字高壓電源系統(tǒng)的研究.pdf

1、數(shù)字高壓電源,是將工頻電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)變成特種形式電能的一種電子儀器設(shè)備,它在各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。許多高新技術(shù)的發(fā)展,如農(nóng)業(yè)生物靜電效應(yīng)研究、醫(yī)用X光機(jī)等都需要采用大功率、高頻化高壓電源。隨著半導(dǎo)體技術(shù)、電力電子技術(shù)和控制理論的發(fā)展,高壓電源的數(shù)字化控制受到了廣泛關(guān)注。而如今應(yīng)用高性能、低價(jià)格數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的高頻開關(guān)電源技術(shù)為其提供了良好的發(fā)展空間。本文圍繞數(shù)字高壓電源的核心移相全橋ZVS變換器的工作原理、數(shù)字控制技術(shù),對(duì)數(shù)字高

2、壓電源系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì),以DSP的集成開發(fā)環(huán)境CCS為開發(fā)平臺(tái),采用移相PWM數(shù)字控制方法,完成電源系統(tǒng)的研發(fā)。
　　 首先,論文論述了DC/DC變換器,選擇ZVS移相全橋DC/DC變換器作為電源主功率電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并對(duì)其基本工作原理進(jìn)行闡述,同時(shí)給出了電路實(shí)現(xiàn)ZVS軟開關(guān)的條件,重點(diǎn)對(duì)全橋逆變電路的工作過程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析,給出相關(guān)的電壓、電流表達(dá)式。其次,對(duì)選定的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了電路設(shè)計(jì),給出主電路中各參量的設(shè)計(jì)及參數(shù)

3、計(jì)算方法,包括輸入整流濾波電路的參數(shù)設(shè)計(jì)、高頻變壓器以及倍壓整流電路的參數(shù)設(shè)計(jì)。最后,本文還設(shè)計(jì)了整個(gè)電源系統(tǒng)的整體硬件架構(gòu),以美國德州儀器(TI)公司的IMS320F2812為控制核心,設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路、保護(hù)電路以及輔助電源電路。
　　 另外,隨著微處理器的出現(xiàn)和發(fā)展,電力電子變換器的控制技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬控制轉(zhuǎn)向數(shù)字控制已經(jīng)成為一個(gè)趨勢(shì)。數(shù)字控制技術(shù)可使控制電路大為簡化,并能提高系統(tǒng)的抗干擾能力、控制靈活性以及智能化程

4、度。因而,本文在對(duì)全橋逆變電路動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)上,采用一種積分分離數(shù)字PI算法實(shí)現(xiàn)以DSP芯片TMS320F2812為核心的數(shù)字控制技術(shù)方案。
　　 數(shù)字高壓電源系統(tǒng)以CCS為開發(fā)平臺(tái),采用一種新穎的基于DSP全比較單元的數(shù)字移相PWM脈沖生成方法。這種方法利用DSP事件管理器中兩個(gè)全比較單元直接輸出四路驅(qū)動(dòng)信號(hào),代替了傳統(tǒng)的模擬控制方案,控制靈活,反應(yīng)迅速。
　　 最后,對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)調(diào)試,結(jié)果驗(yàn)證了理論分析