基于DSP的可编程交流电源的研究与设计

论文摘要

基于产品研发和测试的需要，本课题设计了一种单相可编程交流电源。该电源不仅能输出频率和电压幅值变化范围很宽的稳定交流电压，而且可以输出在一定范围内的各种高品质、低频率的波形。因而，该电源有很高的实用价值。该电源的具体设计思路是先通过整流电路和滤波电路将220V的单相交流电变成平稳的直流电，然后再通过逆变电路和LC低通滤波电路将该直流电逆变生成需要的交流电。其中，逆变电路的核心部分是IPM模块。该电源的控制部分采用TI公司的TMS320LF2407A DSP控制器。利用TMS320LF2407A的高速的运算能力，非常高的可靠性以及专门为电力电子和电机驱动所设计的事件管理器，该控制器可以实现准确的PWM控制信号的输出。该电源采用同步调制的方法来控制PWM信号的输出。在同步调制下，可以通过改变事件管理器中定时器的周期寄存器的值来改变载波的频率，从而达到改变输出电压频率的目的。而对于输出电压幅值的调节，则可以通过调节调制度来予以调节。该电源通过霍尔电压传感器来采集输出电压信号从而提供给DSP的ADC模块以实现有效的闭环控制。该电源还可以通过RS232总线与上位机进行有效的通讯从而可以方便地设定系统所需的输出电压的幅值和频率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章绪论
• §1-1 开关电源简介
• 1-1-1 开关电源及其优越
• 1-1-2 开关电源发展方向
• §1-2 本课题的研究意义和主要工作
• 1-2-1 本课题的研究意义
• 1-2-2 本课题的主要工作
• 第二章系统的总体设计
• §2-1 系统构成
• §2-2 逆变器的数字控制策略
• 2-2-1 逆变器的数字控制策略
• 2-2-2 数字PID 控制器
• 第三章系统的硬件设计
• §3-1 输入电路与整流电路
• §3-2 逆变电路与IPM
• 3-2-1 智能功率模块（IPM）的结构原理
• 3-2-2 智能功率模块（ IPM）的驱动电路
• 3-2-3 智能功率模块（IPM）的保护电路
• §3-3 控制电路和DSP 介绍
• 3-3-1 DSP 芯片介绍及其发展
• 3-3-2 TMS320LF2407A 简介
• 3-3-3 TMS320LF2407A 的时钟电路与复位电路设计
• 3-3-4 TMS320LF2407A 的电源设计
• 3-3-5 TMS320LF2407A 的PWM 波形输出方法
• §3-4 系统的接口电路设计
• §3-5 系统的信号采集电路
• 第四章系统的软件设计
• §4-1 SPWM 控制信号的输出方法
• §4-2 系统的流程图
• §4-3 输出电路LC 低通滤波器的设计
• 第五章结论
• §5-1 总结
• §5-2 对电源系统的一些改进设想
• 参考文献
• 致谢