【移相全桥DCDC变换器实验设计分析案例3800字】

移相全桥DCDC变换器实验设计分析案例 11.1硬件电路设计 2 2 2 31.1.4PWM驱动电路设计 5 6 61.2.1系统主程序设计 71.2.2ADC中断子程序设计 7 8 91.3实验结果与分析 9,本章将完成对移相全桥DC/DC变换器实验系统的设计，系统框图如图1.1直流输入全桥斩波电路PWM管驱动电路高频变压器原边电流采集主控制器全波整流直流可调输出给定电压采集输出电压采集←输出电流采集←Figure1.1Blockdiagramofphase-shiftedfull-bridgeconver依据第三章中对主电路的设计参数，本文搭建的1)输入额定电压：24V(DC)2)输出额定电压：12~24V可调(DC)3)最大输出电流：4.167A4)最大输出功率：100W5)开关频率：50kHz1.1硬件电路设计的实际工作情况，本文在基本的功率拓扑电路技术上增加了输入反并联二极管D₈、输出电流采样电阻R9、电流互感器原边检测T₂与副边二极管的RC吸收电路。输入反并联二极管D8的设置是为了防止实际操作中输入电电路；输出电流采样电阻R9的设置是为了实现对输出电流的检测，将输出的电流信号转换为电压信号方便CPU识别；电流互感器原边检测T2的设置是为了用以过流保护；副边二极管的RC吸收电路的设置主要是考虑到基础拓扑的高频变压器漏感的储能缺乏释放回路，故增设RC吸收电路用于吸收高频变压器的漏感。图1.3基于TMS320F28034的控制本文设计的移相全桥变换器的控制器使用了TI公司的TMS320F28034微控DC/DC变换器、智能电网和电力线通信等领域。本文的TMS320F28034控制器的控制外围电路如图1.3所示。本设计的移相全桥变换器的采样电路主要完成对移相全桥变换器主拓扑的(1)电压采样电路本文设计的电压采样电路如图1.4所示，是一个常见的高压采样电路。电阻R4(2)电流采样电路本文设计的电流采样电路如图1.5所示，由于前文功率电路中已经实现了对路与电阻R₄7和电容C40组成的一阶RC低通滤波电路构成。与电压采样电B—A本设计采用MOS管作为主电路的开关器件，一般来说，微控制器芯片I/O引脚输出的PWM信号并不能直接用于MOS管的通断态控制，还需要一个驱动要符合MOS管的幅度和功率需求，但又不能大于其电压、电流限额，且必须在整个PWM驱动电路只需2颗SI8233芯片即可完成对移相全桥的4颗MOS管驱驱动电源，使得高边MOS管的栅极驱动信号不受负载以及主电路供电电压的影大导致MOS管栅极受损。辅助电源电路如图1.7所示。整个辅助电源的供电方案为由移相全桥变换器的对象不同，将辅助电源分为针对PWM驱动电路供电的功率供电电路和针 将移相全桥变换器的24V(DC)输入转换为5V(DC),所得5V(DC)再经由本文系统软件是在TI公司推出的CCS(CodeComposerStudio)集成开发环主程序主要由系统初始化、将程序复制至RAM中加速程序运行速度、停止故障标识进行归位，初始化后的输出电压大小为0,最大限流值大小是4A。本文设计的移相全桥变换器的主程序流程图如图1.8所示。将程序复制至RAM中加快程序运行速度关闭全局中断启动全局中断ADC中断子程序流程图如图1.9所示，具体流程为：软件在ADC中断中对输出电压、电流的参数进行采样和求平均。基于这些数据建立如公式(4.22)的状态空间表达式建立变增益控制器，从而进一步得到控制移相角，并更新PWM周期寄存器(只更新滞后臂ePWM2A/2B,超前臂保持不动)。同时比较器时刻采样输出电压电流信号更新PWM寄存器值短路保护与电流异常保护触发下一时刻ADC采样过压、欠压、过流保护运行状态函数获取输出电压参考值状态指示灯显示清除中断标志位图1.10低优先级中断子程序流程图关闭PWM输出设定原边电流保护值设定启动最小移相角限制设定启动电压初始参考值等于100ms?最大移相角限制值增加至跳转至正常运行状态N1.3实验结果与分析基于前述硬件和软件设计，对移相全桥变换器进全桥变换器的电路板如图1.12所示。其中编号①为原边全桥电路，编号②为原边谐振电感，编号③为高频变压器，编号④为两个副边的整流二极管(每个整流二极管由两颗双肖特基二极管并联组成),编号⑤为输出侧LC滤波器电路。图1.12移相全桥变换器电路板Figure1.12Phase-shiftedfu基于1.12的移相全桥变换器电路板，本文搭建了基于DSP的移相全桥变换器的电源样机，如图1.13所示。如图1.13所示的电源样机实验，编号①为大功率直流电源，编号②为移相本文所设计的基于DSP的移相全桥变换器工作时输出的移相驱动终端由第二章明确了实现ZVS的相关条件，图1.15(a)为Q3管驱动波形、源源漏极电压已经下降到零，从而实现了移相全桥变换器的ZVS。