基于ARM7的数字化控制零电压零电流全桥PWM+DC-DC变换器研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要数字化是现代电源的发展趋势，软开关技术是当代电源技术的研究热点，二者的融合势必将极大地提高电源的效率，改善电源的控制精度，减小电源的体积，提高电源的功率密度。因此，本文在这两方面的结合上做了一些尝试性工作，设计了一种基于ARM处理器数字化控制的零电压零电流开关(zVzCS)全桥DC／DC变换器。本文在分析该新型变换器工作原理的基础上，推导了变换器在各种状态时的参数计算方程并运用Pspice9．2软件成功地对变换器主电路进行了仿真，分析了各参数对变换器性能的影响，并得出了变换器的优化设计参数；设计了以ARM芯片LPC2214为

2、核心的数字化控制系统，并通过软件设计实现了反馈信号的采集、PWM移相控制信号的输出、控制算法、键盘与液晶等人机界面的设计，探讨了无静差二次型最优PID参数整定算法。最后，在上述分析与仿真的基础上研制了一台基于该新型拓扑的数字化500瓦移相控制零电压零电流开关电源，给出了其主电路、驱动电路、控制电路、保护电路及高频变压器等的设计计算过程，并在实验样机上测量出了实际运行时的波形。实验结果表明：本文的零电压零电流变换器拓扑结构合理，参数设计正确，与预想的理论分析吻合，能够在较大的负载范围内实现超前桥臂的零电压开关和滞后桥臂的零电流开关。采用数字控制之后，

3、系统的硬件电路得到了极大地简化，控制方法灵活多变，且具有良好的人机交互功能，因此具有较高的实用价值。关键词：DC／DC，ZVZCS，ARM，二次型最优，数字控制基于ARM7的数字化控制零电压零电流全桥PWMDC．DC变换器研究ABSTRACTThedigitalizationofpowersupplyhasbecomeatrendandthesoft-s、)l，itchingtechnologyhasbecomeahotspotinpowersupplyfieldnow．Thecombinationofthesetwodirectionsmustb

4、everyhelpfulinimprovingthepowersupply’Seffectandcontrolprecision，reducingitsvolumeandimprovingitspowerdensity．Thisthesisattemptstodosomeworkincombiningdigitalcontrolandsoft—switchingtechnology．Inthisthesis，anovelzero-voltageZerO—currentfull-bridgeDC／DCconverterwhichbasedondigi

5、talcontrolbyARMMCUWasdesigned．Basedonanalysisofthenovelconverter’sworkingprinciple，theparameterscalculationequationswerederivedandthemaincircuitoftheconverterhasbeensimulatedbyPSpice9．2successful，theperformanceoftheconverterwhichcausedbyallparametershasbeenanalyzedandtheoptimi

6、zeddesignparameterhasbeengivenout．ThedigitalcontrolsystemwhichbasedonARMMCULPC2214hasbeendesigned．Thesoftwareofcontrolsystemrealizedtheacquisitionoffeedbacksignals，theoutputofPWMphase-shiftcontrolsignals，thecontrolalgorithmandman-machineinterface．Afterthat，someanalysisonzero-s

7、tatic-ell'Orquadratic-optimalPIDparametersettingtheoryhasbeengiven．Aftertheoreticalanalysisandsimulation，adigitalZero-voltagezero·currentphase—shiftfull-bridgeconverterWasdesigned，itspoweris500W．Thekeydesignprocessofmaincircuit，drivingcircuit，controlcircuit，protectcircuitandhi

8、gh-frequencytransformerhasbeengiveninthisthesis．Theconverter’