【摘要】：數(shù)字DC-DC變換器采用數(shù)字控制方法,改變了模擬方案定制性強(qiáng)的弱點(diǎn),具有天然的靈活適應(yīng)性、可嵌入編程性、易設(shè)計(jì)移植性、可實(shí)時(shí)監(jiān)控管理等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于含可智能配置電源的高端電子應(yīng)用領(lǐng)域。本文首先分析數(shù)字DC-DC變換器系統(tǒng)及其各部分(功率級(jí)、ADC、DPWM)的傳遞函數(shù),并進(jìn)行MATLAB-Simulink建模,為數(shù)字控制部分(DPWM、DPID)的環(huán)路驗(yàn)證奠定基礎(chǔ)。DPWM采用含自校準(zhǔn)模式的混合型基本結(jié)構(gòu),添加了精度選擇的功能,優(yōu)化了延遲鏈,并設(shè)計(jì)了新的譯碼方式。最終設(shè)計(jì)的DPWM能夠消除工藝偏差的影響,實(shí)現(xiàn)開關(guān)頻率500kHz、1MHz、2MHz三檔的靈活可調(diào),實(shí)現(xiàn)143ps的高精度以及高線性度的輸出。通過帶SDF反標(biāo)的方式實(shí)現(xiàn)了帶模糊延遲的數(shù)字混合結(jié)構(gòu)的VCS仿真。DPID采用PID控制規(guī)則,得到離散的傳函,對(duì)傳函進(jìn)行拆分,建立MATLAB-Simulink模型,完成了硬件設(shè)計(jì)。DPID中P、I、D、N、P2五個(gè)參數(shù)的整定,以相位裕度為標(biāo)準(zhǔn),選擇最佳的配置位置,完成參數(shù)整定的算法設(shè)計(jì)。根據(jù)模型設(shè)計(jì)verilog代碼,在VCS仿真下與MATLAB仿真結(jié)果對(duì)應(yīng)一致。基于DPID的設(shè)計(jì),由25條規(guī)則組成的雙輸入單輸出的二維模糊控制器實(shí)現(xiàn)非線性控制,將負(fù)載階躍的穩(wěn)定時(shí)間25μs,將過沖降到(25-30)mV,大大改善由于數(shù)字電路帶來的動(dòng)態(tài)響應(yīng)差的問題。同時(shí),加入漸消遞推最小二乘法解決器件老化問題,分別用語(yǔ)言驗(yàn)證、代入功率級(jí)模型驗(yàn)證、代入環(huán)路模型驗(yàn)證,驗(yàn)證了的預(yù)測(cè)作用。本文以開關(guān)頻率可調(diào)、寬范圍的高端電子應(yīng)用為背景,完成了數(shù)字控制部分,包含12位高精度混合型DPWM以及10位輸入、12位輸出可在線整定的非線性控制器DPID的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證及物理實(shí)現(xiàn)。
【圖文】：

BUCK的Simulink建模

ADC的Simulink模型
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN624

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本文編號(hào)：2622241