数控开关电源的研究

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1、通馋电潦技术2010年9月25日第27卷第5期TelecomPowerTechnologySep．25，2010，Vo1．27No．5文章编号：1009—3664(2010)05—0031—03j妻数控开关电源的研究张振国，王小鹏(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093)摘要：文章研究一款实验室用小功率数控开关电源，选用半桥型电路作为其主电路，采用DSP作为数控开关电源的控制核心和一种新型数字PID算法，给出了主电路及控制电路的设计方法，利用MATLAB建立了PWM子系统和数字PID控制模型，对所取主电路及控制回路参数进行了仿真。仿真结果表

2、明该系统具有良好的调节功能，既满足一定控制精度要求，又满足实时性要求。关键词：DSP；开关电源；半桥；P1D算法；数字控制；MATLAB中图分类号：TN86文献标识码：AResearchonNumericalControlofSwitchingPowerZHANGZhen-guo，WANGXiao-peng(Schoolof0ptical_IlectricaIandComputerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Ala

3、boratoryusinglow-powernumericalcontrolswitchingmodepowersupplywasdesignedinthispaper，halbridge—typecircuitisusedasitsmaincircuit，DSPisadoptedasthecoreofnumericalcontrolofswitchingmodepowersupply，andanewtypealgorithmofdigitalPIDisused，thedesignmethodofthemaincircuitandcontrolcircui

4、tareestab—Iished。PWMsubsystemanddigitalPIDcontrolmodelaredrawninMatlab．theparametersofthedouble-loopcontrolsys—temandthemaincircuitareverifiedbysimulation，andthesimulationresultsshowthatthedesignhasgoodregulatorfunc—tion，whichnotonlysatisfiesacertaincontrolaccuracy，butalsomeetsthe

5、real—timerequirements．Keywords：DSP；switchingmodepowersupply；halfbridge；PIDalgorithm；datacontrol；MATLAB的利用率高，没有偏磁问题，且所用开关器件较少，所0引言以本文所述电源选用半桥型电路作为其主电路，半桥随着电力电子技术的飞速发展和各行各业对电气开关电源主电路如图1所示。单相交流输入经整流滤设备控制性能要求的提高，人们对电源的要求也越来波变成直流电，经过隔离型半桥电路变成低压直流电越高。开关电源以其体积小、重量轻、效率高及抗干扰输出。能力强等优点，广泛应用于

6、航空、航天、计算机、通信等领域l1]。传统的开关电源采用模拟控制技术，使用比Dl2。，J。URl-_1较器、误差放大器和模拟调变器等元器件来调整电源IL输出电压，模拟控制方法只适用于频率高、电力小、功ZOV广I能少的开关电源，且存在控制电路复杂、元器件多以及KDs2D4+C_-一控制电路一旦成型很难修改等缺点，不利于开关电源的集成化和小型化。开关电源的数字化控制技术能够L『。]较好地解决这些问题Ⅲ2]。本文将介绍一款基于DSP图1半桥开关电源主电路的数控开关电源，输出电压0～32V可调，输出电流0图1中开关管S、S选用MOSFET管，因为它是～5A可调，其

7、中电压电流步进值分别为0．1V、0．1电压驱动全控型器件，具有驱动电路简单、驱动功率A，工作频率为50kHz。小、开关速度快和安全工作区大等优点。半桥逆变电1主电路结构及工作原理路的一个桥臂由两个特性相同、容量相同的电容C、C2组成，每个电容承担二分之一的直流电压，另一个本文所研究的数控开关电源输出电压U。=0～32桥臂由开关管S、S2组成。高频变压器T初级的一端V，输出电流。=0～5A。由于半桥型电路中变压器接在C、C2的中点，另一端接在两开关管S、S2的公共端上，PWM信号控制开关管S、S2使其交替导通，如收稿日期：2010—05—24作者简介：王小鹏

8、(1984一)，男，汉族，河南南阳人，硕士，研究方此就会在高频变压