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《武汉理工大学》 2011年
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基于DSP控制的全桥软开关DC/DC变换器的研制

刘磊  
【摘要】:随着经济的发展人口的膨胀,人类对能源的需求不断的增加。即使是能源的淡季也出现了电荒,所以经济、清洁的新能源备受人们的青睐。随着燃料电池的商业化,高频化、高效率的燃料电池升压DC/DC变换器意义重大。传统开关电源一般体积较大,并且波纹大,稳定性不高,针对以上存在的问题,我们利用了数字控制技术,研究了燃料电池升压开关DC/DC变换器,解决以上问题。主要的研究内容如下: 介绍了开关电源的发展及国内外现状,比较了几种变换器的控制方案优缺点,我们选择了一种副边串联,双CDD无源箝位的全桥ZVZCS DC/DC变换器拓扑结构,重点分析了新型全桥软开关工作原理及软开关的实现条件,为变换器的设计提供了坚实的理论基础。 硬件设计我们采用TMS320LF2407A作为主控芯片,设计了燃料电池升压全桥ZVZCS DC/DC变换器数字控制系统,采用了一种新颖的基于DSP数字移相PWM脉冲产生方法,详细叙述了高频变压器,输出滤波电容、滤波电感、整流二极管等元器件参数的计算和选择,保证设计的正确性和可行性。 针对全桥电路的工作安全性,设计了过流过压、过热保护等故障检测电路,完善变换器功能。阐述变换器PID控制策略,给出了系统软件的设计过程和主要程序流程图。 结果表明本文设计的5KW燃料电池升压全桥软开关DC/DC变换器实验样机总体设计合理,成功实现了ZVZCS(Zero-Voltage-Zero-Current-switching),效率得到了提高,输出电压能够稳定控制,并且可以宽范围调整。在工程应用领域具有实用价值,从而证明设计的合理性。
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