基于DSP的直流数字稳压电源的开发

摘要

本文研究了以APFC作为输入级、以全桥变换器作为主功率变换拓扑、以C2000系列微控制器TMS320F28027作为主控芯片、以基于峰值电流模式的移相控制作为控制策略的面向实验室的直流数字电源。
　　论文中电源的输入电压为交流市电220VAC,输出电压要求在1~300V范围内可实现连续调节。按照这些要求,本文以高功率密度、高功率因数、高效率作为选择拓扑和控制方案的依据,依次确定了AC/DC方案以及DC/DC方案,最后成功制作样机并进行了实验分析。
　　Boost电路在PFC中应用广泛,功率因数校正效果良好,以其作为输入级,可以有效提高本实验室电源的功率因数,大幅减少谐波,论文选取这种基于Boost的功率因数校正电路作为输入级( AC/DC);考虑到功率等级,论文的主功率( DC/DC)变换拓扑选择全桥拓扑,全桥拓扑依靠增加开关管数量而减少开关管电压应力,是大功率时的首选拓扑,而移相控制策略的应用更是使拓扑实现了软开关,这就消除了开关频率的限制,进而提高了整个电源的功率密度。峰值电流模式由于其固有的电压前馈、自动逐周期电流限制以及磁通均衡等优势使其成为优先考虑采用的控制机制,因此本实验室电源采用了基于峰值电流模式的移相控制,通过数字控制器提供数字补偿以增强变换器态性能的性能。
　　经过理论分析和计算,论文制作了一台实验样机,最后,对样机的进行了详细的测试并给出了测试波形。

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第1章 绪论

1.1实验室电源概述

1.2国内外研究现状

1.3论文的内容和结构安排

第2章 实验室电源的结构及基本原理

2.1实验室电源的结构

2.2 AC/DC电路

2.3 DC/DC电路

2.4本章小结

第3章 有源功率因数校正电路设计

3.1传统的有源功率因数校正电路

3.2有源功率因数校正控制器

3.3有源功率因数校正主电路设计

3.4有源功率因数校正控制电路设计[36][37]

3.5本章小结

第4章 全桥电路设计

4.1全桥电路基本原理

4.2移相全桥主电路设计

4.3控制电路设计

4.4本章小结

第5章 数字式移相全桥软件设计

5.1基于DSP的数字控制系统软件设计

5.2应用软件任务设计

5.3本章小结

第6章 实验结果分析

6.1系统测试环境

6.2有源功率因数校正电路测试结果

6.3移相全桥电路测试结果

6.4本章小结

第7章 总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

致谢

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