基于fpga数字移相全桥软开关通信电源设计

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1、工程硕士学位论文基于FPGA数字移相全桥软开关通信电源设计王亮哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TP273+.2工程硕士学位论文基于FPGA数字移相全桥软开关通信电源设计硕士研究生：王亮导师：陈宝远申请学位级别：工程硕士学科、专业：电子与通信工程所在单位：测控技术与通信工程学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP273+.2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDesignofBasedontheFPGA

2、DigitalPhase-shiftFullBridgeSoftSwitchingCommunicationPowerCandidate：WangLiangSupervisor：ChenBaoyuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：SignalandInformationProcessingDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTec

3、hnology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《基于ＦＰＧＡ数字移相全桥软开关通信电源设计》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：主壽曰期；年＾月叫曰哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《基于ＦＰＧＡ数字移相全桥软开关通信

4、电源设计》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密□，在年解密后适用授权书。不保密由。（请在（＾上相应方框内打Ｖ）ｔ作者签名：？表己

5、日期：八年３月叫日导师签名：日期：非成年之月日哈尔滨理工大学工程硕士学位论文基于FPGA数字移相全桥软开关通信电源设计摘要通信电源作为通信系统中重要组成部分，其电压输出的精度和系统智能化程度对通信系统的稳定、通信信息误码率及维护成本起着很大的作用。通信电源的数字化是解决通信电源系统智能化的关键，通信电源的数字化能够实现多区域、大面积通信电源的网络化管理，从而达到远程集中监控的目的，进而大大降低通信电源的维护成本和人力成本。此外通信电源的数字化能有很好的解决通信电源后备技术、并机均流技术等技术难点。本设计数

6、字通信电源主回路采用移相全桥ZVS软开关拓扑结构，给出了主回路各个电路模块，如EMI电路、抗浪涌电路、全桥开关电路、输出滤波电路的设计方案和器件参数计算。软开关技术能够有效解决开关电源的尺寸、重量、高频损耗和电磁干扰问题。本文首先介绍了通信开关电源设计的几种常用的拓扑结构，然后对移相全桥ZVS变换器的进行了详细讲解和分析，并对移相全桥ZVS变换器副边占空比丢失和滞后臂较难实现ZVS问题进行了讨论并给出具体解的决方案。该数字通信电源的数字控制器是基于FPGA进行设计，FPGA芯片选用是Altera公司生产的EP2C

7、8Q208C8N芯片。数字控制器包括了输出电流电压采样电路、ADC转换电路、串口通信电路、继电器与蜂鸣器电路、LCD显示电路、DPWM输出模块等。其中ADC转换电路对采样电路的模拟信号进行数字化，并传送给FPGA，FPGA内部PID算法模块计算出相移值，并由DPWM输出模块输出四路移相PWM信号，以达到稳定输出电压的控制目的。由于传统PID算法在电源开机或重载瞬间会有很大的超调，本文设计了增量式积分分离PID算法，并应用MATLAB软件中的SISODesignTool平台对这该算法进行了仿真和对比，结果表明积分分

8、离PID算法具有良好的抑制超调的作用。最后做出基于FPGA数字移相全桥软开关通信电源实验样机，并对样机进行了实验验证，实验结果达到预期实验要求。关键词FPGA；数字电源；软开关；DPWM；积分分离PID-I-哈尔滨理工大学工程硕士学位论文DesignofBasedontheFPGADigitalPhase-shiftFullBridgeSoftSwitchingCommu