multisim设计12V-5V开关电源电路及设计分析(含仿真)总体设计方案：2.1.1:PWM调制脉宽调制技术是通过对逆变电路开关的通断控制来实现对模拟电路的控制的。脉宽调制技术的输出波形是一系列大小相等的脉冲，用于替代所需要的波形，以正弦波为例，也就是使这一系列脉冲的等值电压为正弦波，并且输出脉冲尽量平滑且具有较少的低次谐波。根据不同的需求，可以对各脉冲的宽度进行相应的调整，以改变输出电压或输出频率等值，进而达到对模拟电路的控制。2.1.2:PFM调制当输出直流电压超过额定值时，反馈控制电路在保证调整管的导通时间不变的情况下，自动的改变调整管的开关频率，从而改变电压的占空比，使输出直流电压稳定在允许范围内，这种方案称为脉冲频率调制整，简称PFM型开关电源，其反馈电路为脉冲频率调整电路。2.2：PFM调制下的两种方案：2.2.1：自激式自激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流脉冲激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。如图是自激式变压器开关电源的简单工作原理图，其中V1为输入电压，S1A是控制开关，T1是开关变压器，L1是储能滤波电感，C1是储能滤波电容，D2续流二极管，D3削反峰二极管，R1负载电阻。
上传时间： 2022-02-25
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方案论证与比较开关稳压电源主要完成数控调节、DC-DC变换环节和稳压环节，数控调节采用T公司超低功耗处理器MsP430F169单片机进行控制，DCDC变换又分升压和降压变换，本系统要求升压变换，并且电流达到2A能够稳压，达到2.5A实现过流保护，根据这一系列要求有以下可选方案。1.1控制核心选取方案比较：方案一：采用51或者AVR单片机，其功耗较高，并不自带AD、DA或者自带AD DA精度不高，采集数据不便，设置输出电压不便。方案二：采用T推出的超低功耗处理器sP430F169单片机，其自带12位高精度AD、DA，外围电路简单，便于采集输出电压和设置输出电压。因此本系统采用MSP430F169作为控制核心。12DCDC升压方案比较：方案一：采用BO0ST升压电路升压，通过调节PM占空比调节输出电压，实现升压并可调压，但是BO0ST电路的输人电流连续，输出电流断续，输出存在着较大的纹波，开关噪声大缺点，不易达到题目要求。方案二：采用推挽式变换，推挽式开关电源两个控制开关轮流交替工作，开关管驱动控制简单，输出波形非常对称，在整个周期内都向负载提供功率输出因此，输出电流瞬态响应速度很高，电压输出特性很好，是所有开关电源中电压利用率最高的开关电源。高频变压器升压，电压可调范围广，空载损耗较小，效率较高，所占体积较小。因此本设计采用了方案二。13稳压方案比较：方案一：采用单片机AD采样，获取输出电压、电流，通过程序算法调节PWM波占空比实现稳压，硬件简单、成本较低，但是在反馈调节时采集输出电压比较复杂，程序算法也相对复杂，反应速度相对硬件反馈较慢，不够精准，并且还要单独做过流保护电路
上传时间： 2022-03-16
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IC-Ucc28950改进的相移全桥控制设计UcC28950是T公司进一步改进的相移全桥控制C，它比原有标准型UCC2895主要改进为Zvs能力范围加宽，对二次侧同步整流直接控制，提高了轻载空载转换效率，而且此时可以ON/OFF控制同步整流成为绿色产品。既可以作电流型控制，也可以作电压型控制。增加了闭环软启动及使能功能。低启动电流，逐个周期式限流过流保护，开关频率可达1MHz UCC28950基本应用电路如图1所示，内部等效方框电路如图2所示。*启动中的保护逻辑UCC28950启动前应该首先满足下列条件：*VDD电压要超过UvLo阈值，73V*5V基准电压已经实现*芯片结温低于140℃。*软启动电容上的电压不低于0.55V。如果满足上述条件，一个内部使能信号EN将产生出来，开始软启动过程。软启动期间的占空比，由Ss端电压定义，且不会低于由Twm设置的占空比，或由逐个周期电流限制电路决定的负载条件电压基准精确的（±1.5%5V基准电压，具有短路保护，支持内部电路，并能提供20mA外部输出电流，其用于设置DCDC变换器参数，放置一个低ESR，ESL瓷介电容（1uF-2.2uF旁路去耦，从此端接到GND，并紧靠端子，以获得最佳性能。唯一的关断特性发生在C的VDD进入UVLo状态。*误差放大器（EA+EA，COMP）误差放大器有两个未提交的输入端，EA+和EA-。它具有3MHz带宽具有柔性的闭环反馈环。EA+为同相端，EA-为反向端。COMP为输出端输入电压共模范围保证在0.5V-3.6V。误差放大器的输出在内部接到pWM比较器的同相输入端，误差放大器的输出范围为0.25V4.25V，远超出PwM比较器输入上斜信号范围，其从0.8v-2.8V。软启动信号作为附加的放大器的同相输入，当误差放大器的两个同相输入为低，是支配性的输入，而且设置的占空比是误差放大器输出信号与内部斜波相比较后放在PWM比较器的输入处。
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上传时间： 2022-03-31
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本书是原书作者在从事电力电子教学与研究的基础上编写而成的。本书第1~7章首先介绍了SPICE语言以及PSpice软件在模拟电路中的简单应用，其后第8~12章介绍了PSpice在电力电子学中的应用，主要涉及DCDC变换器、DCAC逆变器、谐振型变换器、可控式整流器和ACAC变换器的主电路仿真，然后第13章介绍了控制电路的仿真，第14章介绍了直流电动机的建模与仿真，最后介绍了仿真中遇到的一些问题及其解决办法。本书可为从事电力电子相关研究和应用的工程技术人员提供参考，也可作为高等院校相关专业学生的教材使用
上传时间： 2022-04-09
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随着新理论、新器件、新技术的不断出现或成熟，功率超声技术在国民经济各个部门中日益广泛应用。超声波电源为超声波换能器提供电能，超声波换能器将电能转换为动能，完成超声波清洗、防垢除垢等功能。本文主要对高频超声波电源进行了理论分析与设计。 首先对超声波电源基本拓扑结构进行了分析，提出了超声波电源功放电路可以采用的三种方案：半桥功率放大电路、全桥功率放大电路、推挽功率放大电路。通过对比分析了各种方案的优点和缺点，确定了超声波电源功率放大电路的方案。针对超声波电源的具体要求，设计了整流滤波电路，功率放大电路、驱动电路、缓冲电路、功率反馈电路、保护电路。其中，给出了整流滤波电路和功率放大电路的参数计算。 其次对超声波换能器的特性进行了分析，介绍了超声波换能器的串联谐振频率和并联谐振频率。然后对几种常用的匹配网络进行了分析，包括单个电感的匹配、电感-电容匹配、改进的电感-电容匹配，分析了其优点和缺点。 然后由于超声波电源需具有性能高、功率大、成本低的特点，要求能较好适应超声波换能器阻抗变化、频率漂移等所带来的疑难问题。本文介绍了超声波电源几种常见的频率跟踪方案。本文研究的是一种传统的自激式超声波电源，串联谐振频率在20KHz左右，频率跟踪采用负载分压式反馈系统，在以前手动调节电感的基础上，通过在反馈回路添加通过AVR单片机控制数字电感来跟踪超声波换能器的谐振频率，易操作，能稳定运行。 最后在理论设计的基础上，对超声波电源各个组成电路进行了实际制作，在超声波电源与超声波换能器匹配无误、工作稳定后，对有关电路进行了现场试验验证。实验结果表明，该超声波电源具有一定的使用价值。
上传时间： 2022-06-08
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在马达控制类应用中，正交编码器可以反馈马达的转子位置及转速信号.TM32F10x系列MCU集成了正交编码器接口，增量编码器可与MCU直接连接而无需外部接口电路。该应用笔记详细介绍了STM32F1Ox与正交编码器的接口，并附有相应的例程，使用户可以很快地掌握其使用方法.1正交编码器原理正交编码器实际上就是光电编码器，分为增量式和绝对式，较其它检测元件有直接输出数字量信号，惯量低，低噪声，高精度，高分辨率，制作简便，成本低等优点。增量式编码器结构简单，制作容易，一般在码盘上刻A.B.Z三道均匀分布的刻线，由于其给出的位置信息是增量式的，当应用于伺服领域时需要初始定位格雷码绝对式编码器一般都做成循环二进制代码，码道道数与二进制位数相同。格富码绝对式编码器可直接输出转子的绝对位置，不需要测定初始位置，但其工艺复杂、成本高，实现高分辨率、高精度较为困难。本文主要针对增量式正交编码器，它产生两个方波信号A和B，它们相差+-90.其符号由转动方向决定。如下图所示：图1：增量式正交编码器输出信号波形2 STM32F10x正交编码器接口详述STM32F10x的所有通用定时器及高级定时器都集成了正交编码器接口，定时器的两个输入TII和TI2直接与增量式正交编码器接口，当定时器设为正交编码器模式时，这两个信号的边沿作为计数器的时钟，而正交编码器的第三个输出（机械零位），可连接外部中断口来触发定时器的计数器复位.
上传时间： 2022-06-18
上传用户：zhanglei193
功率超声波应用技术已经在清洗、乳化和加工等方面取得可观的成效。超声消洗是功率超声技术最广泛也较成熟的一种应用，并且H益向各行各业渗透。超声波清洗中的压电换能器常因驱动电路的输出频率没有谐振在压电陶瓷片的共振频率上，因而导致压电陶瓷片的Q值下降，损耗加大，继而使得陶瓷片发热，效率减小而发生断裂。因此共振频率是压电陶瓷超声波换能器的一个重要参数，它随负载及工作温度等因素的变化而变化，或随时间的增加而变化，换能器馈电电路能否自动跟踪其共振频率就变得很重要。此外，由于目前市场上的超声波清洗机设备多采用单一频率的工作方式，也就是每套设备只能工作在一个超声频率上，这使得结构复杂的工件得不到充分清洗，同时，由于驻波场的形成，造成清洗盲区，使清洗效果不均匀。本文以半桥变换器为夹心式压电换能器的驱动电路，以脉宽调制器3525为脉冲波产生电路，采用单片机8951，DAC0832D/A转换器及软件技术，设计出具有频率跟踪功能的双频超声波发生器，较好地消除超声波清洗机清洗槽内由驻波引的清洗死角，有效地提高了超声波清洗机清洗效率。实验表明，采用双频超声波清洗方式的超声波清洗机，工作稳定、高效，具有广泛的应用前景.关键词：双频超声波发生器；动态阻抗匹配：超声波换能器；频率跟踪；单片机
标签： 超声波清洗机
上传时间： 2022-06-18
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摘要：建立了数字控制DC/DC开关电源闭环系统的s域小信号模型，采用数字重设计法针对给定的系统季数设计了数字补偿器。应用SISO Design Tool仿真平台，在伯德图分析和根轨连法的基础上设计了连续城的模拟补偿器，并进行了离散化处理。在建立系统s城模型时引入了模数转换器和数字脉宽调制发生器产生的延迟效应，使补偿器的设计考虑了采样速率对系统的影响，改善了传统离散设计的误盖。基于教字重设计法构建的数字补偿器实现了对脉宽调制信号的可编程精确控制，保证了变换器闭环工作良好的动态特性。仿真实验结果验证了所设计的数字补偿器的性能。关键词：数字控制系统；模数转换；数字重设计法；数字补偿器；数字脉宽调制1引言传统的开关电源采用模拟控制技术，使用比较器、误差放大器和模拟电源管理芯片等元器件来调整电源输出电压，存在着控制电路复杂、元器件数量多以及控制电路成型后很难修改等缺点，不利于开关电源的集成化和小型化。近年来随着微电子学的迅速发展，电源的控制也已经由模拟控制、模数混合控制，进入到数字控制阶段”，具有可编程性、设计可延续性、元件数量减少、先进的校正能力等优点。以往由于DSP等控制芯片的高成本，数字控制多用于大功率AC/DC变换器、PFC功率因数校正等场合”，而对于DC/DC高频开关电源只是实现了一些数字化的简单应用，如采用MCU提供保护、监控和通信功能。随着数字控制芯片成本的降低，数字控制也逐渐应用于DC/DC直流变换器，直接参与电源的反馈回路控制，实现了信号采样补偿和PWM调节的数字化。数字PID补偿器的设计非常关键，直接决定了电源的输出精度、动态响应等指标。近年来对DC/DC开关电源的数字补偿器的建模研究已有很多论述]，主要基于数字重设计法和直接数字设计法。数字重设计是在传统模拟电源研究方法的基础上，首先将数字电源简化为一个连续的线性系统，忽略了采样保持器效应后设计模拟补偿器，然后采用双线性近似（Tustin）、匹配零极点（MPZ）等方法对其离散化得到数字补偿器。直接数字设计是直接建立零阶保持器和被控对象的离散模型，再构建包括离散补偿器的反馈系统。数字重设计和直接数字设计法在高采样速率下设计的数字补偿器性能差别不是很大，只是在低采样速率下直接数字设计更加精确。
上传时间： 2022-06-18
上传用户：zhanglei193
光伏发电的研究是当今国内外研究的一个热点，因为它的实现及应用为目前人类面临的许多问题如：能源危机、环境污染等提供了解决途径。光伏发电有着非常广泛的应用前景，在人类越来越重视可持续发展的今天，太阳能拥有其他能源所没有的各种优点如：几乎足取之不尽用之不渴的，清洁无污染等，这使它受到人们越来越多的关注，成为最有希望替代传统能源的新能源之本文实现了一种通过单片机控制开关电源使光伏电池给苗电池充电的设计方案。软件上，对现有的常用最大功率点跟踪（MPPT）算法进行了研究和分析，并选用电导增量法对最大功幸点跟踪，实现了系统工作的高效率。硬件上，系统使用单片机通过PWM控制同步整流电路，并运用闭环控制，精确采样电压值和电流值形成反馈。同时，软件和硬件都对系统进行了保护，实现了系统工作的安全性和可靠性。通过实验测试，给出了系统实际使用结果，并对系统进行了功率损耗分析，由结果可知，系统工作正常，达到了预期的性能.
上传时间： 2022-06-19
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本文以感应加热电源为研究对象，阐述了感应加热电源的基本原理及其发展趋势。对感应加热电源常用的两种拓扑结构-电流型逆变器和电压型逆变器做了比较分析，并分析了感应加热电源的各种调功方式。在对比几种功率调节方式的基础上，得出在整流侧调功有利于高频感应加热电源频率和功率的提高的结论，选择了不控整流加软斩波器调功的感应加热电源作为研究对象，针对传统硬斩波调功式感应加热电源功率损耗大的缺点，采用软斩波调功方式，设计了一种零电流开关准诺振变换器ZCS-QRCs（Zero-current-switching-Quasi-resonant）倍频式串联 振高频感应加热电源。介绍了该软斩波调功器的组成结构及其工作原理，通过仿真和实验的方法研究了该软斩波器的性能，从而得出该软斩波器非常适合大功率高频感应加热电源应用场合的结论。同时设计了功率闭环控制系统和PI功率调节器，将感应加热电源的功率控制问题转化为Buck斩波器的电压控制问题。针对目前IGBT器件频率较低的实际情况，本文提出了一种新的逆变拓扑-通过IGBT的并联来实现倍频，从而在保证感应加热电源大功率的前提下提高了其工作频率，并在分析其工作原理的基础上进行了仿真，验证了理论分析的正确性，达到了预期的效果。另外，本文还设计了数字锁相环（DPLL），使逆变器始终保持在功率因数近似为1的状态下工作，实现电源的高效运行。最后，分析并设计了1GBT的缓冲吸收电路。本文第五章设计了一台150kHz，10KW的倍频式感应加热电源实验样机，其中斩波器频率为20kHz，逆变器工作频率为150kHz（每个IGBT工作频率为75kHz），控制孩心采用TI公司的TMS320F2812 DSP控制芯片，简化了系统结构。实验结果表明，该倍频式感应加热电源实现了斩波器和逆变器功率器件的软开关，有效的减小了开关损耗，并实现了数字化，提高了整机效率。文章给出了整机的结构设计，直流斩波部分控制框图，逆变控制框图，驱动电路的设计和保护电路的设计。同时，给出了关键电路的仿真和实验波形。
上传时间： 2022-06-22
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