發(fā)布時間：2025-04-11 01:53

　　高壓/寬范圍輸入、低壓/大電流輸出的高功率密度DC/DC電源模塊被廣泛運用于軍艦、相控陣雷達、航空設(shè)備等武器裝備中,隨著實際應(yīng)用的需求,各項技術(shù)指標不斷提高。與此同時,伴隨著半導(dǎo)體工業(yè)的快速發(fā)展,為電源模塊的控制提供了更多的選擇。本文研究了一種高壓/寬范圍輸入、低壓/大電流輸出的28V/1200W高功率密度DC/DC電源模塊,提出了一種兩級結(jié)構(gòu)的電路拓撲;分別采用Microchip公司的PIC16F1708電源模擬控制芯片以及TI公司的UCD3138A電源專用數(shù)字控制芯片進行相應(yīng)的控制系統(tǒng)設(shè)計及控制策略的優(yōu)化。首先,本文提出了一種前級變壓器串并聯(lián)LLC電路、后級并聯(lián)Buck電路的兩級結(jié)構(gòu)拓撲,分析了其工作原理,并對主功率電路參數(shù)進行設(shè)計。根據(jù)選用的PIC16F1708控制器分別對控制電路及軟件進行設(shè)計。其次,由于控制電路面積有限,部分功能采用模擬控制不易實現(xiàn),并且在控制策略上數(shù)字控制更易設(shè)計與實現(xiàn),因此提出使用數(shù)字控制器UCD3138A進行控制。分別對控制電路及軟件進行設(shè)計,對后級Buck電路進行離散模型的建立,根據(jù)所建立的模型進行穩(wěn)定性分析,為了提升電源模塊動態(tài)響應(yīng)性能,利用UCD31...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 DC/DC電源模塊概述
        1.2.1 電源模塊的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 大功率DC/DC電源模塊常見拓撲
    1.3 DC/DC電源模塊的控制
        1.3.1 模擬控制
        1.3.2 數(shù)字控制
    1.4 本文的研究內(nèi)容
2 電源模塊拓撲與模擬控制設(shè)計
    2.1 電源模塊拓撲的工作原理
        2.1.1 電源模塊拓撲的選擇
        2.1.2 前級變壓器串并聯(lián)LLC電路的工作原理
        2.1.3 后級交錯并聯(lián)Buck電路的工作原理
    2.2 參數(shù)設(shè)計與仿真
        2.2.1 前級LLC主要參數(shù)設(shè)計
        2.2.2 后級Buck主要參數(shù)設(shè)計
        2.2.3 仿真驗證
    2.3 模擬控制設(shè)計
        2.3.1 控制器簡介
        2.3.2 控制電路設(shè)計
        2.3.3 軟件架構(gòu)設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
3 數(shù)字控制設(shè)計實現(xiàn)及控制策略優(yōu)化
    3.1 UCD3138A控制器
        3.1.1 芯片簡介
        3.1.2 數(shù)字電源外設(shè)
        3.1.3 均流控制原理
    3.2 控制電路設(shè)計
    3.3 軟件架構(gòu)設(shè)計
        3.3.1 三線程程序架構(gòu)
        3.3.2 有限狀態(tài)機
    3.4 數(shù)字控制穩(wěn)定性分析
        3.4.1 Buck電路CCM模式下Z域建模
        3.4.2 比例控制
        3.4.3 比例、積分控制
        3.4.4 實驗驗證
    3.5 控制策略的優(yōu)化
        3.5.1 LLC頻率對增益的影響
        3.5.2 基于最小二乘法的控制策略優(yōu)化
        3.5.3 實驗驗證
    3.6 本章小結(jié)
4 實驗驗證
    4.1 模擬控制功能實現(xiàn)
        4.1.1 輸出電壓軟啟動
        4.1.2 前級LLC軟開關(guān)
        4.1.3 輸出電壓紋波
    4.2 數(shù)字控制功能實現(xiàn)
        4.2.1 輸出電壓軟啟動
        4.2.2 預(yù)偏置電壓啟動
        4.2.3 多模塊并聯(lián)
        4.2.4 平均電流控制
    4.3 本章小結(jié)
5 總結(jié)和展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
作者簡歷
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：4039318