基于DSP全數(shù)字開關電源及功率因數(shù)校正器的設計.pdf

1、開關電源因其高效率和低成本在各個領域得到了廣泛的應用。由于傳統(tǒng)的開關電源功率因數(shù)較低，造成輸入電流畸變嚴重，諧波分量高，對電網(wǎng)造成了嚴重的諧波污染，降低了電能的利用率。因此，提高功率因數(shù)是解決電力電子裝置諧波污染，是提高電網(wǎng)可靠性和電能質量的有效途徑。隨著數(shù)字控制技術的不斷發(fā)展，越來越多的控制策略通過數(shù)字信號處理器(DSP)得以實現(xiàn)。采用數(shù)字信號處理器實現(xiàn)功率因數(shù)校正(PFC)的數(shù)字化控制成為當前研究的熱點。
　　本文主要完成了基

2、于DSP全數(shù)字大功率開關電源的設計，設計中采用PFC技術和軟開關PWM技術以提高開關電源性能及功率因數(shù)，實現(xiàn)高效率、高精度、高集成度的開關電源。論文主要完成了如下工作內容:
　　(1)移相控制DC/DC變換器設計與實現(xiàn)。本部分主要介紹了軟開關技術的應用意義和基本原理，移相全橋軟開關PWM DC/DC變換器的工作過程，以及高頻變壓器的設計。設計中采用由dsPIC33FJ16GS504的PWM外設插入死區(qū)時間，并通過由變壓器的漏感和M

3、OS管的結電容構成諧振的方法，實現(xiàn)了變換器主功率管工作在軟開關狀態(tài)的目的，減小了器件的開關應力和損耗，提高電源的效率。
　　(2)同步整流設計與實現(xiàn)。本部分采用MOSFET來取代傳統(tǒng)的二極管，驅動信號與全橋轉換中的MOS同步，實現(xiàn)了輸出+12V穩(wěn)定電壓的實驗目的。同時使用倍流技術優(yōu)化變壓器和濾波電路的設計。通過電壓反饋和電流反饋原理設計實現(xiàn)了恒壓限流，使電路在保持穩(wěn)定電壓輸出的同時限流特性明顯。
　　(3)系統(tǒng)的輔助電源網(wǎng)絡

4、和相應保護電路的設計與實現(xiàn)。包括+7V、+13V、+17V直流穩(wěn)壓電源，過溫、過流、過壓、欠壓保護電路的設計與實現(xiàn)。
　　(4)數(shù)字化功率因數(shù)校正器的設計與實現(xiàn)。采用基于升壓式(Boost)電路拓撲結構，完成數(shù)字化功率因數(shù)校正器的設計方案，并且以數(shù)字信號處理器dsPIC33FJ16GS504為主控芯片，對電壓、電流信號進行A/D采集。通過執(zhí)行電壓、電流控制環(huán)計算PWM波占空比，實現(xiàn)了固定開關頻率(125KHz)下功率因數(shù)校正與輸出