基于DSP控制的单相并联应急电源研究

论文摘要

EPS应急电源是一种在UPS电源基础上衍生出来的电源产品,由于其具有性能可靠、管理方便、安全环保、使用寿命长、设计灵活多样等优势,因而广泛应用于电气设备,作为给市电热备份或冷启动的备用电源。本文研究了一种单相并联应急电源,该系统采用DSP全数字控制,实现了应急电源产品绿色化、智能化和低成本的要求。首先介绍了应急电源的概念、与UPS的区别、发展趋势,以及实现并联技术的意义。第二章在分析了电源模块的主电路结构基础上,建立了Buck/Boost电路的模型和全桥逆变电路模型,在对模型进行研究的基础上,进行了Saber仿真分析。第三章在前面分析了单模块的基础上,给出了多模块并联系统的简化数学模型。分析了影响并联系统的关键因素,输出电流的平均,指出了模块间的有功环流和无功环流与模块的输出阻抗、输出电压幅值、相位之间存在复杂的关系。第四章介绍了传统并联控制和均流控制使用的方法,分析了系统锁相技术。第五章给出了应急电源的硬件的实现方法和通过DSP芯片的软件控制方法,给出了系统流程图。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 应急电源概述
• 1.2 EPS 与UPS 的区别
• 1.3 电源技术的发展方向
• 1.4 并联技术的发展现状
• 1.5 本论文的选题和研究内容
• 第二章 单模块应急电源分析
• 2.1 应急电源主电路
• 2.2 Buck/Boost 电路
• 2.2.1 Boost 变换原理
• 2.2.2 Boost 电路仿真
• 2.2.3 Buck 降压变换器
• 2.3 全桥逆变电路
• 2.3.1 正弦波脉宽调制理论
• 2.3.2 逆变电路模型
• 2.3.3 逆变电路状态空间模型
• 2.3.4 全桥逆变仿真
• 2.4 应急电源控制分析
• 2.4.1 电压电流双环控制
• 2.4.2 闭环控制的PID 实现
• 第三章 多模块并联状态分析
• 3.1 并联运行原理
• 3.2 应急电源并联状态分析
• 3.3 环流分析和功率分析
• 3.3.1 环流分析
• 3.3.2 并联模块功率分析
• 3.4 输出滤波器对环流的影响
• H 的影响'>3.4.1 输出滤波器滤波电感L 对环流I_H的影响
• 3.4.2 滤波电感的等效电阻r 对环流的影响
• 3.4.3 L 和r 同时存在对环流的影响
• 3.5 减小环流的方法
• 3.5.1 利用环流反馈减小环流
• 3.5.2 串入限流电感减小环流
• 第四章 多模块并联控制分析
• 4.1 并联控制技术
• 4.1.1 集中控制方式
• 4.1.2 主从控制方式
• 4.1.3 分布式控制方式
• 4.1.4 无互连线控制方式
• 4.2 均流技术
• 4.3 系统锁相
• 4.3.1 模拟锁相
• 4.3.2 数字锁相
• 第五章 应急电源软硬件设计
• 5.1 系统硬件设计
• 5.1.1 开关管的选择
• 5.1.2 吸收电路的设计
• 5.1.3 LC 滤波器的选取
• 5.2 辅助电路设计
• 5.2.1 驱动电路
• 5.2.2 辅助电源电路
• 5.2.3 采样调理电路
• 5.2.4 CAN 通讯电路
• 5.3 系统流程图
• 5.4 DSP 软件设计
• 5.4.1 DSP 简介
• 5.4.2 DSP 初始化
• 5.4.3 DSP 产生SPWM 波
• 第六章 结论和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果