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基于DSP和CPLD的PWM整流的大功率开关电源的研究

张志忠  
【摘要】:本文针对传统大功率整流电源、大功率开关电源,存在功率因数低、谐波含量大的缺点,对传统开关电源进行了产品的升级换代,用基于DSP控制的PWM整流器与DC/DC变换器做变形设计。主要从以下几个方面进行了研究:首先在分析了传统大功率整流电源、大功率开关电源、无源滤波器和有源滤波器的基础上,对PWM整流器的主电路拓扑结构进行了研究。通过研究确定了适合本文的主电路拓扑结构。这种主电路拓扑结构,能够降低高频开关电源网侧电流的谐波含量,使装置运行的功率因数接近1。然后对PWM整流器的控制策略和控制电路进行了研究。通过仿真、实验确定了功率前馈的复合电流无差拍控制策略优于传统的PI控制。并对控制电路进行了研究,以DSP控制芯片为核心,以CPLD控制芯片为辅助电路进行控制,给出了部分软件流程图。最后在传统不控整流器配DC/DC变换器输出为3000A/55V的单晶硅加热用高频开关电源的基础上,进行产品升级换代,研制了一台前级采用PWM整流器、后级采用全桥DC/DC变换器的高频开关电源。本文针对传统开关电源存在较大的谐波电流和效率低等问题,研究了低压大电流高效高频开关电源的拓扑结构与控制技术,并结合样机实例给出高频开关电源的软硬设计方法。本文研究的内容解决了本公司产品的升级换代问题。


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