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《西安理工大学》 2010年 硕士论文
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基于DSP数字控制双向全桥DC/DC变换器的研制

许佳  
【摘要】:双向DC/DC变换器(Bi-directional DC/DC Converter, BDC)是典型的“一机两用”设备,可实现能量的双向传输,所以在需要能量双向流动的场合,双向DC/DC变换器的应用可大幅度减轻系统的体积、重量和成本,有着重要的研究价值。本文主要研究适用于中到大功率场合的数字控制隔离型双向全桥DC/DC变换器。 本文首先介绍双向DC/DC变换器的概念、应用场合以及研究现状,并在此基础上分析了研究较多的电压-电流型双向全桥DC/DC变换器的优缺点,进而引出了电压-电压型双向全桥DC/DC变换器。该变换器的高压侧和低压侧都为电压型全桥结构,降压模式时,高压侧开关管有驱动信号,低压侧开关管驱动信号封锁,仅用功率开关管的体二极管整流;升压模式时,其工作原理与降压模式相反。因此,升/降压工作模式原理与单向全桥DC/DC变换器类似。同时还分析了主电路中高频变压器偏磁问题并给出了解决方案。其次本文在对电压-电压型双向全桥DC/DC变换器工作原理分析的基础上,设计了主电路、驱动电路、采样电路以及保护电路等,并详细介绍了电路中主要元器件参数的选取方法,变压器等磁性元件的设计流程,并利用OrCAD10.5/PSpice软件对整个主电路方案进行了仿真验证。本文还详细介绍了基于DSP TMS320F2812数字控制电路的设计过程,并且提出了一种基于DSP全比较模式的数字移相直接生成方法,该方法通过编程方式就可以实现移相波形的产生及死区的灵活设置,并设计了合理的数字控制器。 最后制成了一台额定功率1KW的样机,进行了实验验证。实验结果表明了上述方案、分析、设计的正确性。


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