智能并联均流的DC-DC变换器研究

论文摘要

为了更好的实现并联均流,提出了一种基于电流跟踪控制方法的智能并联均流控制策略,主控制器根据输出电流和输出电压的采样信息,计算出所需要的输出电流,并通过串口通信将其分配给各支路,从控制器将电感电流控制在所分配电流的一个滞环宽度之内,使输出电流达到期望值。本文详细分析了负载突变和启动过程中输出电压的动态响应,以及基于温度的电流分配策略,给出了参数选择和设计依据。在Simulink环境下以一组并联的Buck变换器为例进行仿真实验,获得仿真数据及仿真波形等仿真结果。最后以ARM—LPC2138作为控制平台,制作了一组基于电流跟踪数字控制的智能并联均流的buck DC-DC变换器,并进行了实验研究。实验结果表明所提出的电流跟踪数字控制方法是可行性、所进行的理论分析是正确的,以及电流分配策略的灵活性,并且表明所提出的方法具有动态响应速度快的特点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景和研究意义
• 1.1.1 开关电源技术的产生
• 1.1.2 开关电源并联均流技术
• 1.1.3 数字控制开关电源
• 1.1.4 智能并联均流的重要性及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 开关电源并联均流的发展现状
• 1.2.2 开关电源并联均流方法的现状
• 1.2.3 开关电源并联均流的发展方向
• 1.3 本文主要研究内容
• 2 Buck DC-DC 变换器稳态分析
• 2.1 Buck 型变换器的基本结构
• 2.2 Buck 型变换器的工作原理
• 3 BuckDC-DC 电源模块及均流系统设计
• 3.1 Buck DC-DC 变换器模块设计
• 3.1.1 模块电源的基本组成
• 3.1.2 模块电源的基本控制原理
• 3.1.3 模块电路分析
• 3.1.4 参数选择和设计思考
• 3.2 智能并联均流的Buck DC-DC 变换器设计
• 3.2.1 均流电路的基本组成
• 3.2.2 均流电路的基本控制原理
• 4 硬件制作与软件设计
• 4.1 控制系统
• 4.1.1 控制器电路原理图
• 4.1.2 处理器芯片的选择
• 4.1.3 电源电路
• 4.1.4 复位电路
• 4.1.5 系统时钟电路
• 4.1.6 JTAG 接口电路
• 4.1.7 串口接口电路
• 4.1.8 MOSFET 驱动电路设计
• 4.1.9 电流采样
• 4.1.10 温度采样与控制
• 4.2 软件设计
• 4.2.1 ADS1.2 简介
• 4.2.2 ADC 信号采集的设计
• 4.2.3 串口调试助手简介
• 4.2.4 RS-485 串口标准及串口通信
• 4.2.5 LM35 温度采样
• 5 系统仿真与实验
• 5.1 系统电路仿真
• 5.1.1 MATLAB/Simulink 的简介
• 5.1.2 主电路的仿真设计
• 5.1.3 仿真结果及其分析
• 5.2 系统电路的试验及结果分析
• 5.3 结论
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录