基于DSP控制的变频电源设计

摘要

变频电源要有较高的稳态性能和较快的动态响应能力，数字化控制技术可以有效满足该要求。以实际需求为背景，本文设计了一台以DSP为控制核心的，输入为单相工频交流电，输出电压和频率可调的变频电源。
　　深入研究了变频电源的相关理论，分析了变频电源基本原理，正弦脉宽调制技术，死区效应及补偿方法，数字化PID控制技术等，依据工程实际需求，确定了系统性能指标，给出了变频电源系统结构设计方案。主电路选用电压型交直交结构，并通过电路参数的优化设计实现了对开关管耐压要求低，输出电压脉动小的基本要求；为提高输入端功率因数，减小电流谐波，整流电路采用有源功率因数校正技术，达到稳定输出电压，输入端电流接近正弦波的作用；针对基于DSP控制的单相全桥逆变电路，采用数字化控制策略，将SPWM波形生成、AD采样和PID调节的控制算法完全数字化，实现变频电源的灵活控制，提高系统整体动态性能。使用Saber和MATLAB/Simulink软件对APFC电路和逆变电路进行建模仿真，验证了系统设计方案的正确性和有效性。
　　电路仿真结果表明，输入电流波形与输入电压波形跟随好，功率因数到达0.97，满足系统要求，整流输出电压稳定在400V，逆变电路实现系统变频变压功能。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状和发展趋势

1.3 本文研究的主要内容

第二章 变频电源的相关理论与技术基础

2.1 SPWM的基本原理

2.2 SPWM波形的生成方法

2.3 死区效应分析及补偿

2.4 变频电源数字化控制策略

2.5 本章小结

第三章 变频电源系统设计

3.1 设计要求分析

3.2 性能指标确定

3.3 变频电源系统结构设计

3.4 本章小结

第四章 AC/DC电路设计

4.1 UC3854的介绍

4.2 APFC主电路设计

4.3 基于UC3854的APFC控制电路设计

4.4 本章小结

第五章 DC/AC逆变电路设计

5.1 全桥逆变电路设计

5.2 MOSFET缓冲电路设计

5.3 LC滤波电路的设计

5.4 DSP控制电路设计

5.5 辅助电源电路设计

5.6 本章小结

第六章 变频电源系统软件设计

6.1 软件设计的原则和开发环境

6.2 DSP控制算法设计

6.3 本章小结

第七章 系统仿真与分析

7.1 SPWM驱动信号仿真及分析

7.2 APFC整流电路仿真及分析

7.3 逆变电路仿真及分析

7.4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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1.基本情况

2.教育背景