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亚搏手机版APP:基于DSP的大功率开关电源设计

时间:2021-11-11    来源:亚搏手机版APP    人气:

本文摘要:概要:以TMs320LF2407A为掌控核心,讲解了一种基于DSP的大功率开关电源的设计方案。该电源使用半桥式直流电源电路流形结构,应用于脉宽调制和软件PID调节技术构建了电压的平稳输入。最后,得出了试验结果。 试验指出,该电源具备较好的性能,几乎符合技术规定拒绝。 0章节 信息时代必不可少电子设备,随着电子技术的高速发展,电子设备的种类与日俱增,与人们的工作、生活的关系也日益紧密。任何电子设备又都必不可少可信的供电电源,它们对电源供电质量的拒绝也更加低。

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概要:以TMs320LF2407A为掌控核心,讲解了一种基于DSP的大功率开关电源的设计方案。该电源使用半桥式直流电源电路流形结构,应用于脉宽调制和软件PID调节技术构建了电压的平稳输入。最后,得出了试验结果。

试验指出,该电源具备较好的性能,几乎符合技术规定拒绝。  0章节  信息时代必不可少电子设备,随着电子技术的高速发展,电子设备的种类与日俱增,与人们的工作、生活的关系也日益紧密。任何电子设备又都必不可少可信的供电电源,它们对电源供电质量的拒绝也更加低。

  目前,开关电源以具备小型、轻量和高效的特点而被普遍应用于电子设备中,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源。与之适当,在微电子技术发展的造就下,DSP芯片的发展日新月异,因此基于DSP芯片的开关电源享有着辽阔的前景,也是开关电源今后的发展趋势。  1电源的总体方案  本文所设计的开关电源的基本构成原理框图如图1右图,主要由功率主电路、DSP掌控电路以及其它辅助电路构成。

  开关电源的主要优点在高频上。一般来说滤波电感、电容和变压器在电源装置的体积和重量中占到相当大比例。从电路和电机学的有关科学知识由此可知,提升电源频率可以增大滤波器的参数,并使变压器小型化,从而有效地减少电源装置的体积和重量。以具有铁芯的变压器为事例,分析如下:    图1系统构成框图  另设铁芯中的磁通按正弦规律变化,即=Msint,则:    式中,EM=WM=2fWM,在正弦情况下,EM=2E,M=BMS,故:    式中,f为铁芯电路的电源频率;W为铁芯电路线圈匝数;BM为铁芯的磁感应强度;S为铁芯线圈截面积。

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  从公式可以显现出电源频率越高,铁芯截面积可以设计得越小,如果能把频率从50Hz提升到50kHz,即提升了一千倍,则变压器所须要截面积可以增大一千倍,这样可以大大增大电源的体积。  综合电源的体积、开关损耗以及系统抗干扰能力等多方面因素的考虑到,本开关电源的电源频率原作为30kHZ。  2系统的硬件设计  2.1功率主电路  本电源功率主电路使用AC-DC-ACDC转换的结构,主要由输出电网EMI滤波器、赢人整流滤波电路、高频直流电源电路、高频变压器、输入整流滤波电路等几部分构成,如图2右图。

    图2功率主电路原理图  其基本工作原理是:交流输出电压经EMI滤波、整流滤波后获得直流电力,通过高频逆变器将直流电力转换成高频交流电压,再行经高频变压器隔绝转换,输入所需的高频交流电压,最后经过输入整流滤波电路,将高频变压器输入的高频交流电压整流滤波后获得所必须的高质量、高品质的直流电力。如图3右图为交流输出电压到最后输入所须要直流电力的各环节电压波形转换流程。    图3功军主电路的电压波形变化  本开关电源使用半桥式功率直流电源电路。如图2右图,输出市电经EMI滤波器滤波,大大减少了交流电源输出的电磁干扰,并同时避免开关电源产生的谐波串扰到输出电源末端。

再行经过桥式整流电路、滤波电路变为直流电压加在P、N两点问。P、N之间相接人一个小容量、低耐压的无感电容,起着高频滤波的起到。

半桥式功率转换电路与全桥式功率转换电路类似于,只是其中两个功率电源器件交由两个容量大于的电容CA1和CA2替换。在实际应用于中为了提升电容的容量以及耐压程度,CA1和CA2往往使用的是由多个等值电容并联构成的电容组。CA1、CA2的容量选值不应在电源体积和重量容许的条件下尽量的大,以增大输入电压的纹波系数和低频波动。CA1和CA2在这里同时起着了静态时分力的起到,使Ua=Uin/2。

  在本电源的设计中,使用IGBT来作为功率电源器件。它既具备MOSFET的通断速度快、输入阻抗低、驱动电路非常简单及驱动功率小等优点,又具备GTR的容量大和切断电压低的优点。  在IGBT的集射极间并相接RC吸取网络,减少电源形变,增大IGBT变频器产生的尖峰电压;并联二极管DQ构建续流的起到。

二次整流使用全波整流电路,通过先前的LC滤波电路,避免高频纹波,增大输入直流电力的低频波动。LC滤波电路中的电容由多个低耐压、大容量的电容并联构成,以提升电源的可靠性,使输入直流电力更为稳定。


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