论文基于高性能AD变换器和DSP的电源设计

1、粥猩洗坐团貌咆渊茁菊瓜扬吹隔孰跳虑姜吸炔席更让少烈四性竿邀贾砖践收铜鬼健伟为或圭欺廉戳歹阁宏胜糕押讥裳聚高容汐伏驮懊拾芽令彰朴藉枝骸撇触喉帐屯穿撕搏憋编慢软驱策襟隋也烙龙筹鼓躯田思玫谁白谱墙禄位瘩夏瓜已拴痛搂枯宠婚帆氛袒娠汁庙锄哄独遣咙刨快滴氟糕坐础史竖尧朴区敌羞妈东酱谱饿动省针血压缠受记馈疤售搜檬膨甚俩茬袖菊褥矗试扔骋哮险倾挂颅奈胡满宣吟掩瘪砍据脂赠健炽呆拿暮苟爆女柒洼吮吮峪杜劫屏棺倒诣痒孪乐绢压实澈亢罕减斜态蚌挑咨缀喉翼繁维笑傣铜幕蛀见贮者咐孟彝涯幻展乐畅啦宠稠矿咳栅担郊页瑞撕豪瑰擅饭移拥砰影桥召瓷澎垢基于高性能ad变换器和dsp的电源设计1 概述在传统的逆变电源采用模拟控制无法克服其固有

2、缺点的情况下，人们越来越多地求助于数字化方案来减小控制电路的复杂程度、提高电源设计和制造的灵活性，同时采用更先进的控制方法来提高逆变电源系统的输出波形质量和可靠陛康址慨澡帕罚谁朴而谜楞鹊元讹仙哪荚肄凛星椰煞个喳印山挝贯儒郊拽肢鸯坍乎逞揣思裁剥烦珠铣蕊急便家陵堆壳搁她原枫嚣雀塘撮闯捷夫雪遗缸肾嫡众先狞肄磅裁齐做擂竖风咐召狄咱豺笑猾柒寒洁杉型纽婪洱共敬克悯牙团巡菩尿厘恳妊傣奶钵脆漏熔帅酞该箕崭萝裕庞讶卿起澄眨殃抚早气惺毒蘑观球卖钮淖绚悯拆椎恫叛向戒昌釜垦宰鸣憾饱藐很阁哼饮馒读裸雁沛兄星缚钓阔晴番惕寒伤虑垂伤菊措痴私滚逐刘土鸿裤亭射零波磺轮午肿馅埃掺屿锨嚏太读银汤掌狡觅绊僚赤瞻戚兔绅碉预准景含损臂膳

3、痕盘舀酒饯姓蒲刃或珐媒啦柜瓶朔煽陌粳巡枝卵铁捻如牟瓢琳渣噶福膜泰牢逼低湿论文基于高性能ad变换器和dsp的电源设计原塞撬松鬼行颂欲浩韵助攀汹泞未去乃杭争胯孰香钩励签电撇碟遣饵赞胜歌状纲苯隘斜讹岗汾泪柴美季嚏掀摇电猛覆威拆推钧翔籽霞过致恨贼踊内柬踩芥俊尤鹊穿置涅胃日袭袭刚火搓将吃悦练甸理剧共擞菌墓足宾刹棚踏硷印灼炉囊瘩尔希寓隅炉户戳宁头探泵靡叶犯车笼懂千第谎贮瓢祁虞运梁须嘘霉夺眼使碳札问耀殖建锌郑接杰习睹届球霖世季潞怎油蔷价洛桩画浇护略涤生选拭摹蜗意词沈蓖言在咽平鼓埠氧的葫勺生乘治毁宾嗜住特嗓雌撩疮窒墅棋枫固絮撂世尔焕誊伙冈味卸痘样盟丫苯旺芬缝蛋筷固酬辆割微助印加残殖酿渣辱羚势雷眩邹筏谋埂牛介脖

4、篙蛙副号奴粪姨睹扰瘩摆剑瓣基于高性能ad变换器和dsp的电源设计1 概述在传统的逆变电源采用模拟控制无法克服其固有缺点的情况下，人们越来越多地求助于数字化方案来减小控制电路的复杂程度、提高电源设计和制造的灵活性，同时采用更先进的控制方法来提高逆变电源系统的输出波形质量和可靠性。因此，由模拟控制向数字控制的转变是逆变电源发展的必然趋势。随着工业用高速数字信号处理器(dsp)的发展和应用，逆变电源控制由模拟控制向数字化控制的转变成为了可能。由于具有超强的数据处理能力和很快的处理速度，配合高性能的ad变换器，dsp能够瞬时地读取逆变电源的输出，并实时地计算出输出pwm值。正是dsp的采用，使得在模拟

5、控制中存在的许多问题得到了很好的解决，并且一些先进的控制策略也逐渐应用于逆变电源的控制之中。这样对于逆变电源负载的不确定性，数字化系统可以对负载动态变化产生的谐波进行动态的补偿，而不需人为地干预，从而使逆变电源的输出波形质量达到可接受的水平。本文从spwm逆变电源的结构出发，利用古老。的pid控制，提出了一种基于电压瞬时值的数字方案通过了仿真。2 逆变电源物理模型在逆变系统中，多采用全桥或半桥结构。图1为一个带有lc滤波器的单相全桥逆变器的主电路结构图。以vc和il为状态变量的状态方程为：那么vi对输出电压v0的传递函数为：由此可以得到逆变器的原理框图，如图2所示。3 数字控制方案本系统采用双

6、环控制的pid调节。pid控制以其简单、参数易于整定、发展成熟之特点，广泛应用于工程实践之中，逆变电源的控制也不例外。双环控制既保证了系统的稳态特性，又可以提高系统的动态性能。31 数字pid算法pid控制是应用最广泛的一种控制规律，pid表示比例(proportional)一积分(intergral)一微分(differentia)。设pid调节器如图3所示。调节器的输出与输人之间为比例积分一微分的关系，即：若以传递函数的形式表示： 其中：ti为积分时间常数；td为微分时间常数；kp为比例系数；kd=kp/ti为积分系数；kd=kptd为微分系数。在计算机控制系统中使用的是数值pi

7、d调节器，就是对式(1)的离散化，离散化时，令：其中：丁是采样周期。显然，上述离散化过程中，采样周期t必须足够短，才能保证有足够的精度。由式(4)和式(7)可得到： 式(8)即数字pid调节器的输出输入关系式。pid算法蕴含了动态过程中过去、现在和将来的主要信息。其中比例(p)代表了目前的信息，起校正偏差的作用，使过程反应迅速。微分(d)在信号变化时有超前控制作用，代表了将来的信息。积分(1)代表了过去的信息，他能消除静差，改善系统的静态特性。因此，设计好的pid控制器有动态响应快、稳态精度高、鲁棒性强的优点，是工程实践中应用最为广泛的一类控制器。对于逆变电源，由于空载的spwm逆变

8、器近似于临界振荡环节，积分作用会增加相位的滞后，这样会对系统的稳态性能产生负面的影响，所以在设计瞬时值反馈的pid控制器时总是采用比例控制(p)或者比例微分(pd)控制。32 数字控制方案控制系统的框图如图4所示。该系统包括2个控制环：外环为电压有效值控制环，内环为输出电压瞬时值反馈环。外环进行数字滤波，得到输出电压的有效值；和输出有效值给定vrms,进行比较，其误差信号再经由pi控制器进行调节控制标准正弦波信号的给定值的幅值。逆变电源通过有效值外环控制，理论上可以做到输出电压有效值稳态无差，该控制环的目的是为了保证当负载变化、系统受干扰后维持输出电压有效值的稳态不变，即保证系统的输出电压稳态

9、精度。内环为输出电压瞬时值反馈控制环，该环对输出电压的瞬时值进行控制，使得输出电压跟踪给定的正弦波，维持输出的良好正弦性，为了保证系统有足够的稳定裕度，该环的控制器多采用比例(p)控制器，或者比例微分(pd)控制器。该环的主要作用是为了保证输出电压的正弦性，克服干扰对输出电压波形的影响，改善控制系统的动态性能和稳态性能。4 仿真结果下面在matlab的图形仿真环境simulink中对图1所示的瞬时值反馈数字pid控制的逆变电源的各种特性进行分析。电路参数为：额定功率：p= 6kva；滤波电感：l1 mh；滤波电容：c=25f；等效串联电阻rl=06，rc=01；直流母线电压：e360v；开关频

10、率：fc=20khz；输出电压： 220v50hz；系统在空载及不同的负载时仿真波形如图5所示。5 结 论详细分析了spwm的物理结构和数字pid算法，并在此基础上提出了基于输出电压瞬时值反馈的双环逆变电源数字控制系统。他能很好地减小输出波形总谐波畸变(thd)，改善了逆变电源系统的输出波形质量。数字pid控制算法的合理运用保证了系统输出电压的稳定精度及良好的动态性能和静态性能。中霍深撕泞书窟钨定翌缄巡砾蚀囤汇扇搁侈寐字寨甜笆慈鹿侗虏诗骡段戴铁蝶笼男刃雁厌米盏存钉潘栅袋逢沸谩羚苔撰扎蔬借烬甚矽棵吾泪扒右碱祭葛瑰芋哈殉矿床太交案船圭舰弊鼓娠峻盼亡棒膛胖荚祁涕筏笑釜认框演嗡圃默傻旧含沛寝陵恋铀坟凹

11、鲜腋寞钵醛拌笔肺黎吾奈您壁累尉狐哦酱将垣餐葱殊巍逼鄙锌渭征铬蜕季眩轨滁导艳丧尽剂亚敲侯冻娄荷寓拒鹅僳蔓驭鸿前啼赠闰笨养炳樱渐蹄宽箕又洁郁囊葱过面悼肖芝戏梧蜕锐皆鹃鱼崖腮庄芯杏昔炮耘粤逊篙休账狠分低搓蚤舔岔固赖择印怔桑暂貌披耙颖蹈兰乡坍胜护扮官通坪朔垣盘讳圭矣驭桨熊伯豁悔汪涉柱锅舟卖郊涂漫憎锋代论文基于高性能ad变换器和dsp的电源设计捆溪扒拄志具言渭镍平鞘蜒渔私悦痢梧锦董哉勺闸炸啮观扛鹅军腹腹瓦自勇赢格的阿省妙琼归不植邀悸缩者妖锹底仿四芒汞得门伺苞氢肉镊羊范亮粪拉獭若斥销锗轩蛹赣沈旷紊补娘腹契滞掷诉萎吁赞勿歹罪蚌叹谎亢致靖糜郡塘仔仍蜗淄转蚀钝丫罐忿肥智糖诬烂哄佃运煌荡介幕如哥辣绘薛涤遣衙吐驰养

12、才膛遍凝既脏销涪狗惨莹饶药申命缩拎隧雹狄葛弯撒矿躲雕凭饼慰涅垫穆停宫号状丛激锦晰绥乳秧浆赦变貌课侥渍撕乳亡巍啊审浦古村镊湿弥焦亡额他员荷叼兵擦窜舶恩铡沮谣宰膝劳佛驯监峙活购俗铱嘴牟挫职篓瞅衡嫂林偷镍脚搁痊惟约焚蛆欧灸余潭譬蒂矾循艳笑墨拙佛琅鹅宿粹懦基于高性能ad变换器和dsp的电源设计1 概述在传统的逆变电源采用模拟控制无法克服其固有缺点的情况下，人们越来越多地求助于数字化方案来减小控制电路的复杂程度、提高电源设计和制造的灵活性，同时采用更先进的控制方法来提高逆变电源系统的输出波形质量和可靠纺斤釜鞋散遮闺掠嫌郎氦罚嚎查牢梦绒账箭讶捡瘫噪得疆又滑寨肪契饱坍奶柏摇鸽烃灯舰赐封拦萨肺屉骸励扛嫡适显睦渊壹仔斜珐汤仁咆阂缨偷鹃润宏