直流数字稳压电源开发

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1、《电气自动化)2016年第38卷第2期电源技术PowerSupplyTechniques直流数字稳压电源的开发陈敏捷，殳国华，周平，张俊贺(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240)摘要：常见电源的输入电压为交流市电220VAC，输出电压在1V一300V范围内可实现连续调节。为开发高功率密度高功率因数高效率的直流数字稳压电源，以APFC作为输入级以全桥变换器作为主功率变换拓扑、以C2000系列微控制器TMS320F28027作为主控芯片、以基于峰值电流模式的移相控制作为控制策略研发直流数字电源。最终制作了一台实验样

2、机，测试并验证了可行性。关键词：数字电源；APFC；全桥变换；移相控制；C2000DOI：10．3969／j．issn．1000-3886．2016．02．009[中图分类号]TM351[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2016)02—0022—03DevelopmentofaDigitalDCRegulatedPowerSupplyCHENMin-jie，SHUGuo-hua，ZHOUPing，ZHANGJun—he(SchoolofElectronicInformation&ElectricalEnginee

3、ring，ShanghaiJiaoUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Forthecommonpowersupply，theinputvoltageis220VACandtheoutputvohageiscontinuouslyadjustableintherangeof1V一300V．TodevelopadigitalDCregulatedpowersupplywithhighpowerdensity，highpowerfactorandhigheficiency，adigita

4、lDCpowersupplyisdeveloped，usingAPFCasinputstage，full—bridgeconverterasmainpowerconversiontopology，C2000seriesmicrocontrollerTMS320F28027asmaincontrolchip，andphaseshiftcontrolbasedonthepeakcurrentmodeascontrolstrategy．Finally，anexperimentalprototypeismade，andthefeasi

5、bilityisverifiedinthetest．Keywords：digitalpower，APFC，full—bridgeconversion，phaseshiftcontrol，C20000引言直流稳压电源应用十分广泛，例如实验室电源，就是面向实验室应用及在实验室条件下工作的电源。这种电源往往要求有独特的性能，包括输出电压必须可调、具有较好的负载调整率和动态响应能力、较强的防电流浪涌能力、防止过电压等。当然还要在短路保护、漏电保护、静电屏蔽、差模噪声、共模噪声等方面满足电源标准及安全规范的要求。它的性能决定着研究及应用

6、的质量，尤其是对测量质量起着决定性影响。图1电源总体结构图Boost电路在PFC中应用广泛，功率因数校正效果良好，以其定的控制方法实现有源功率因数校正的效用，减少用电设备谐波作为输入级，可以有效提高电源的功率因数，大幅减少谐波。全的产生。主功率级DC／DC采用基于数字控制的电流模式移相全桥拓扑依靠增加开关管数量而减少开关管电压应力，是大功率时桥电路，不仅消除变压器的偏磁，及时响应输入电压的变化，而且的首选拓扑。移相控制策略可使拓扑实现软开关，消除开关频率实现了软开关。的限制，进而提高电源的功率密度。峰值电流模式由于其固有的2系

7、统硬件设计电压前馈、自动逐周期电流限制以及磁通均衡等优势使其成为优2．1有源功率因数校正电路先考虑采用的控制机制。本文综合上述技术，设计制作了面向实采用有源功率因验室等应用场所的直流数字电源。数校正技术(APFC)1电源系统原理图提高本设计的功率因直流稳压电源系统是一种功率转换装置，将输入交流电转变数，降低总电流畸变为所需要的直流电压等级。本文所采取的结构是两级方案，前级率，原理如图2所示，AC／DC主要承担将交流市电转化为直流电的任务，后级DC／DC交流输入经过桥式二主要负责输出可调直流电压。系统结构图如图1所示。极管整流后

8、再经过DC／DC变换，在保持图2APFC原理框图本系统采用两级方案，输入整流电路采用Boost拓扑通过特输出电压稳定的前提下，经过一定的控制方式整形输入电流波形定稿日期：2015—10—20使其跟踪输入整流电压波形。包含两个控制环：电流内环使输22ElectricaIAuto