智能高频大功率软开关电源的设计

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1、中图分类号立2三UDC621．3硕士学位论文学校代码!Q§三三密级公珏智能高频大功率软开关电源的设计Thedesignationofintelligenthigh-powerhigh-frequencysoft-switchingsupply作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：刘鹤龙控制科学与工程信息科学与工程黄运生教授论文答辩日期型：垒竺·答辩委员会主席』三苎一中南大学二零一三年五月一令一二，平丑月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰

2、写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：导师日期：瓣年豇狸日智能高频大功率软开关电源的设计摘要：开关电源涵盖了电力电

3、子，微电子，电磁学和热力学等学科。作为供电系统的控制核心已经得到普及。随着能源的日益枯竭，绿色节能已经成为能源利用的主题，也必将引起电源行业的改革。本文通过对BUCK电路的PSpice仿真，分析了开关电源的工作原理。创建了高频智能大功率软开关电源的组成结构，采用纵向划分法，逐一设计了电源系统的功率级、驱动级和控制级电路。突出设计了开关电源的有源功率因数校正(APFC)软开关电路和移相全桥零电压开关(ZVS)PWM电路。对核心器件参数的计算和选型给出了参考设计。本文搭建了基于Simulink的传统数字PID控制回路模型，仿真了不同负载和不同给定下电源的输出特性。揭示了传统PID参数的

4、局限性。最终采用优化的控制策略——微分先行限幅PID控制策略。通过相同的仿真环境，研究了系统的相应曲线。通过仿真结果的对比，论证了算法的可行性和优越性。本文采用自项向下的模块化程序设计思路，完成了基于TMS320F2812微控制器的编程。RS485、CAN、SPI等通讯程序，实现了开关电源的在线跟踪输出。本文通过对智能大功率软开关电源的分析和研究，设计了新型开关电源的硬件电路和软件程序。仿真验证了智能高频大功率开关电源的可行性。为新型开关电源的设计提供了一定的参考。关键词：开关电源；APFC；移相全桥；软开关；微分先行PID；DSP分类号：TP23IIThedesignationo

5、fintelligenthigh．powerhigll．frequency一一'_一’一J-JsoR‘switchingpowersupplyAbstract：Switched-modepowersupplies(SMPS)includePowerElectronics，Microelectronics，Electricity-Magnetism，Thermodynamics．AstheheartofthepowerdeviceSMPShavebeenwidelyspread．Withtheincreasingdepletionofenergy，Greenenergyhasbeco

6、methesubjectofenergyuse，anditwillalsocausethepowerindustryreform．Inthispaper,theanalysisoftheworkingprincipleofSMPShasbeendonebysimulationtheBuckcircuitwithPSpice．Thencreatethestructureofthecompositionoftheintelligenthigh-frequencysoftswitchingpowersupply．Withverticaldivisionmethod，theSMPSisdi

7、videdintothreeparts：Powercircuit，DrivecircuitandControlcircuit，andthendesignthesethreepartsonebyone．Especiallystressthedesignationofthesoft—switchingActivePowerFactorCorrection(APFC)circuitandthedesignationofthephase--shiftedfull--bridg