便携式数字试验电源的研究及实现

摘要

随着科学技术的发展,各种电力电子设备的普及应用,使得人们的生活更加便捷。然而设备的日常维护和检修早已成为保证其正常稳定工作的重要基础,试验电源的应用使得这一工作变得更加得心应手。由于便携式数字试验电源体积小、重量轻、效率高、操作简单、便于携带等众多优点而大受欢迎。
　　本文首先对主电路拓扑移相全桥ZVZCSPWM变换器的工作原理过程进行了详细的分析,在此基础上依据BUCK电路的建模方法建立了移相全桥ZVZCS变换器的小信号模型,并探讨了电路拓扑的几个相对关键的问题,设计了电压外环和电流内环。针对技术指标对主电路的重要元器件参数进行了计算设计和选型,并依照计算参数对主电路进行了仿真,结果表明超前臂和滞后臂分别实现了ZVS和ZCS,验证了设计的正确性。
　　为了使试验电源能够输出更加稳定的电压电流,采用电压外环电流内环的双闭环控制,引入了PI控制调节算法,使其动态性能得到进一步提升。以TMS320F281DSP为控制核心,进行了软硬件设计,分别设计出了保证其正常工作的最小系统、电压电流采样电路、PWM驱动电路、辅助电路和欠压、过压、过流和过热保护电路及相应的控制程序。最后制作出了便携式数字试验电源的样机,并对其进行了安装调试,给出了实验结果和样机图片,验证了论文的正确性,满足设计要求。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 课题研究的背景及意义

1.3 便携式试验电源的研究现状

1.4 数字开关电源的概述

1.5 软开关技术的发展

1.6 本论文主要内容

1.7 本章小结

第二章 移相全桥ZVZCS变换器设计

2.1 变换器主电路拓扑全桥ZVZCS的确定

2.2 变换器的工作原理

2.3 实现ZVZCS的条件

2.4 最大占空比Dmax

2.5 饱和电感的设计

2.6 变换器的小信号模型

2.7 本章小结

第三章 数字试验电源的系统设计及仿真

3.1 电源的设计指标

3.2 电源的整体方案设计

3.3 主功率电路设计

3.4 电压环和电流环的设计

3.5 主电路开环仿真及结果分析

3.6 本章小结

第四章 试验电源控制系统硬件电路设计

4.1 TMS320F2812控制器设计

4.2 IGBT驱动电路

4.3 采样电路设计

4.4 保护电路设计

4.5 本章小结

第五章 数字试验电源控制系统的软件设计

5.1 软件开发流程

5.2 主程序设计

5.3系统闭环控制程序

5.4 故障保护中断处理子程序

5.5 本章小结

第六章 实验结果及分析

6.1 系统调试及代码的烧写固化

6.2 实验波形及分析

6.3 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 主要工作总结

7.2 今后工作展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢