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基于DSP的免损大电流开关电源研究

作者:admin来源:本网 日期:2018/3/8 10:25:40 人气: 标签:

  基于DSP的免损大电流开关电源研究王安娜,张化光,张石(东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110004)电容及开关阵组成输出回路由并联电容及开关阵组成由运算速度快、计算精度高的DSP作为控制器,DSP输出可控脉冲,控制开关阵通断状态,以改变开关电源的输出。用状态平均法分析了开关电源充放电过程。对此开关电源做了计算机仿真。

  以4个电容为例,Cl,C3为一组,C2,C4为一组。Cl,C2,C3,C4电容值相同。两组电容中一组充电时,另一组向负载供电。当VT1,VT5,VT9导通,VT3VT7关断时,C1,C3串联被充电;T4,VT8导通时,C2C4并联向负载放电。实际应用中可根据需要增减充放电电容的个数。电感L2,C5用来滤除叠加在输出电压上的高频干扰。

  1.2控制电路TMS320LF2407DSP集快速、精确的实时处理能力和控制器外设功能于一身,因而将它作为开关电源的控制器。由DSP采集输出信号,与基准电压进行比较,输出可控脉冲,对开关阵通断状态及时间进行控制,以改变开关电源输出,开关管采用IGBT,由专用驱动模块EXB841驱动。DSP内部带有A/D转换模块,事件管理模块中包含定时器和比较单元,所以不必再加另外的A/D转换电路,大大简化了开关电源的实际电路。一个TMS320LF2407可输出多达16路的PWM可控方波,可控制多个IGBT 2开关电源充放电过程分析2.1输入串联电容阵充电过程分析在中,当开关管VTi,VT5,VT9导通,VT3,VT7关断时,电压源向串联电容C3充电,兄为电源内阻,等效电路如所示。

  因电路参数不同,电路将有非振荡、振荡与临界振荡三种情况。

  若,这时出现非振荡的充电过程,因为开关周期很短,在一个周期内,输入可视为不变,则有P1,P2为特征根;Uci随时间单调增长。

  2.2输出并联电容阵一负载电路充放电过程分析在中,第一组串联电容充电的同时,已充好电的第二组电容C2,C4并联与负载相联。此时VT3,VT6,VT7,VT10关断,VT4VT8导通,令并联电容阵电压为叫,等效图如所示。

  当输出未达到要求时,Ki,K2闭合,并联电容阵向负载充电,D不导通,输出电压、电流增加。当输出达到或超过输出电压要求时,K1K2打开,断开并联电容阵D导通,输出电压、电流下降。设负载为Ro忽略开关管导通电阻及二极管D导通电压。并设开关在一个周期T内动作依次为:时,K1,K2闭合,并联电容阵向负载充电,将并联电容组看作充电电源,电路如所示;to+T时,K1,K2断开,电路如所示。

  并联电容阵一负载电路充电等效电路Fg.4Equivalentcharggcircuit并联电容阵一负载电路放电等效电路Fig.5Equvatertdischargingcircuit与其对应的状态变量方程为界,bi(入)的元素均不大于M令d2,则有:E表示单位矩阵。设输入控制向量biU)连续并有在线性近似时可忽略T的二次项,据式(4),入=p当bi(入),b2(入)分别为恒定值Bi,称为状态方程式(2)的状态平均法公式。

  视为不变。选状态变量x=T图i所示电路状态平均方程为直流稳态方程为AX=从以上分析可以看出,通过控制开关阵状态、通断时间可调节输出电压、电流。

  3仿真结果及分析为仿真结果,仿真实验时设负载为电阻,其电压波形与电流波形形状相同。其中,a为负载减少50%时的输出电压曲线;b为负载增加25%时的输出电压曲线。由仿真结果可以看出,在负载变化时,该开关电源仍有较好的输出特性曲线。

  (a)―负载减少50%;(b)―负载增加25%电压大电流。可以根据负载要求,方便地增减储能汪晋宽。开关电源的技术动向。基础自动化,1999 4结论本文设计的开关电源采用的元件都是电容、电感储能元件,开关管采用IGBT,整个电路耗能少,发热量小,器件使用寿命长,效率高。

  输出端采用并联电容组与负载相联,为低电容个数,组态电容阵,以改变输出电压、电流的大小。

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