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
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在一般较低性能的三相电压源逆变器中， 各种与电流相关的性能控制， 通过检测直流母线上流入逆变桥的直流电流即可，如变频器中的自动转矩补偿、转差率补偿等。同时， 这一检测结果也可以用来完成对逆变单元中IGBT 实现过流保护等功能。因此在这种逆变器中， 对IGBT 驱动电路的要求相对比较简单， 成本也比较低。这种类型的驱动芯片主要有东芝公司生产的TLP250，夏普公司生产的PC923等等。这里主要针对TLP250 做一介绍。TLP250 包含一个GaAlAs 光发射二极管和一个集成光探测器， 8脚双列封装结构。适合于IGBT 或电力MOSFET 栅极驱动电路。图2为TLP250 的内部结构简图， 表1 给出了其工作时的真值表。TLP250 的典型特征如下：1） 输入阈值电流（ IF） ： 5 mA（ 最大） ；2） 电源电流（ ICC） ： 11 mA（ 最大） ；3） 电源电压（ VCC） ： 10～ 35 V；4） 输出电流（ IO） ： ± 0.5 A（ 最小） ；5） 开关时间（ tPLH /tPHL ） ： 0.5 μ（ s 最 大 ） ；6） 隔离电压： 2500 Vpms（最小）。表2 给出了TLP250 的开关特性，表3 给出了TLP250 的推荐工作条件。注： 使 用 TLP250 时 应 在 管 脚 8和 5 间 连 接 一 个 0.1 μ的 F 陶 瓷 电 容 来稳定高增益线性放大器的工作， 提供的旁路作用失效会损坏开关性能， 电容和光耦之间的引线长度不应超过1 cm。图3 和图4 给出了TLP250 的两种典型的应用电路。
标签： igbt
上传时间： 2022-06-20
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目前以IGBT为开关器件的串联谐振感应加热电源在大功率和高频下的研究是一个热点和难点，为弥补采用模拟电路搭建而成的控制系统的不足，对感应加热电源数字化控制研究是必然趋势。本文以串联谐振型感应加热电源为研究对象，采用T公司的TMS320F2812为控制芯片实现电源控制系统的数字化。首先分析了串联诺振型感应加热电源的负载特性和调功方式，确定了采用相控整流调功控制方式，接着分析了串联诺振逆变器在感性和容性状态下的工作过程确定了系统安全可靠的运行状态。本文设计了电源主电路参数并在Matlab/Simulink仿真环境下搭建了整个系统，仿真分析了串联谱振型感应加热电源的半压启动模式及锁相环频率跟踪能力和功率调节控制。针对感应加热电源的数字控制系统，在讨论了晶闸管相控触发和锁相环的工作原理及研究现状下详细地分析了本课题基于DSP晶闸管相控脉冲数字触发和数字锁相环（DPL）的实现，得出它们各自的优越性，同时分析了感应加热电源的功率控制策略，得出了采用数字PI积分分离的控制方法。本文采用T1公司的TMS320F2812作为系统的控制芯片，搭建了控制系统的DSP外围硬件电路，分析了系统的运行过程并编写了整个控制系统的程序。最后对控制系统进行了试验，验证了理论分析的正确性和控制方案的可行性。
上传时间： 2022-06-20
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摘要：对几种三相逆变器中常用的IGBT驱动专用集成电路进行了详细的分析，对TLP250，EXB系列和M579系列进行了深入的讨论，给出了它们的电气特性参数和内部功能方框图，还给出了它们的典型应用电路。讨论了它们的使用要点及注意事项，对每种驱动芯片进行了IGBT的驱动实验，通过有关的波形验证了它们的特点，最后得出结论：IGBT驱动集成电路的发展趋势是集过流保护、驱动信号放大功能、能够外接电源且具有很强抗干扰能力等于一体的复合型电路。关键词：绝缘栅双极晶体管：集成电路；过流保护1前言电力电子变换技术的发展，使得各种各样的电力电子器件得到了迅速的发展.20世纪80年代，为了给高电压应用环境提供一种高输入阻抗的器件，有人提出了绝缘门极双极型品体管（IGBT）[1].在IGBT中，用一个MoS门极区来控制宽基区的高电压双极型晶体管的电流传输，这藏产生了一种具有功率MOSFET的高输入阻抗与双极型器件优越通态特性相结合的非常诱人的器件，它具有控制功率小、开关速度快和电流处理能力大、饱和压降低等性能。在中小功率、低噪音和高性能的电源、逆变器、不间断电源（UPS）和交流电机调速系统的设计中，它是日前最为常见的一种器件。
上传时间： 2022-06-21
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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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本论文所涉及的电源管理方案来源于与台湾某上市公司的横向合作项目，在电源管理产品朝着低功耗、高效率和智能化方向发展的形势下，论文采用了一种开关电源与低压降（LDO）线性电压调节器结合应用的集成方案，即将LDO作为升压型电源管理芯片的内部供电模块。按照方案的要求，本文设计了一种含缓冲级的低压降线性电压调节器。设计采用0.6um 30V BCD工艺，实现LDO的输入电压范围为6-13V：满足在-25-85℃的工作温度范围内，输出电压为5V：在典型负载电流（12.5mA）下，LDO的压降电压为120mv.文章首先阐述了整个方案的工作原理，给出LDO设计的指标要求；其次，依据系统方案的指标要求和制造工艺约束，实现包含误差放大器、基准源和保护电路等子模块在内的电压调整器：此外，文章还着重探讨了“如何利用放大器驱动100pF数量级的大电容负载”的问题：最后，给出整个模块总体电路的仿真验证结果。LDO的架构分析和设计以及基准源的设计是本文的核心内容。在LDO架构设计部分，文章基于对三种不同LDO拓扑的分析，选择并实现了含缓冲器级的LDO.设计中通过改进反馈网络，采用反馈电容，实现对LDO的环路补偿。同时，为提高误差放大器驱动功率管的能力、适应LDO低功耗发展的需求，文章探讨了如何使用放大器驱动大负载电容的问题。基于密勒定理和根轨迹原理，本文通过研究密勒电容的作用，采用MPC（Miller-Path-Compensation）结构，实践了两级放大器驱动大负载电容的方案，并把MPC补偿技术推广到三级放大器的设计中。
上传时间： 2022-06-22
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2009年上半年统计中，计算机类、消费类、网络通信类三大领域仍然占中国电源管理芯片市场近80%的市场份额，其中网络通信类市场最大，其市场份额都超过了30%。开关稳压器和低电压功率MOSFET将在未来五年内快速增长.ISuppli公司预测最强劲的增长将发生在数据处理领域，预计该领域的复合年增长率将达10%，未来五年将推动电源管理增长的市场将包括笔记本电脑（复合年增长18.7%）液晶显示器/等离子（PDP）电视（复合年增长19.8%）、汽车安全与控制（复合年增长13.3%）和移动基础设施设备与家用电器（增长9.5%）对于产品类型的发展，未来电源管理芯片PMU（复合产品）的市场份额将会有所提高，尤其在便携设备中，PMU的发展将会更加快速.PMU与LDO和DC/DC这些单一功能产品不同，它可能同时集成多个LDO，DCIDC和充电管理等功能，在应用中往往相当于一个ASSP（专用标准产品），虽然不能完全解决某类设备的电源管理需求，但是能够满足一些相对通用的电源转换需求，例如手机应用的PMU可能同时处理手机平台下的LCD供电、存储器供电、摄像头供电、基带处理器供电、USB接口以及电池充电管理等问题，这样只需要再加上其它少量电源管理器件就可以解决整个手机的供电问题.LDO和DC/DC产品无疑是应用最大的两类产品，不过对于多数LDO和中低端DCIDC产品来说，由于进入门槛相对较低以及参与竞争厂商众多，未来价格还可能进一步下降".
上传时间： 2022-06-23
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本论文主要研究自激式RF电源的功率控制，主要分为七个部分：第部分主要介绍ICP仪器的发展历史、RF电源的主流技术路线及国内外研究现状，指出了存在的部分问题，确立了本文研究主题。第二部分简介了ICP仪器的系统结构，重点介绍等离子炬光源以及自激式RF电源。首先从系统的角度介绍了ICP仪器的组成及工作原理，然后对等离子矩光源的产生条件及生成机理作了说明，并且对其在点火过程中表现的负载特性作了分析，最后从ICP仪器的分析性能方面说明了它对RF电源的设计要求，明确RF电源的设计指标。第三部分详细介绍了自激式RF电源的实现原理。按照信号流向首先介绍了作为跟踪等离子矩特性的振荡源——锁相环的原理，分别对其中的鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和驱动电路等做了详细介绍。然后介绍了高频功率放大器的原理，确定了主要元件参数，并介绍了适用于自激式RF电源的电路结构。最后对阻抗匹配原理作了介绍，并重点介绍了集中参数元件匹配网络。第四部分详细介绍了本文所做的设计工作，包含软硬件设计。这部分仍然是按信号流向作说明，根据自激式RF电源的结构特点，针对这几部分选择合适的电路结构、元件参数等设计完成锁相环路、高效率E类推挽功率放大电路以及阻抗匹配网络。除此之外，还包括电路中的主要信号采样与检测、热设计、电磁兼容设计以及软件部分的设计说明。第五部分对本文采取的功率控制流程与策略作详细说明，介绍了如何通过改善控制流程和控制策略以提高RF电源性能。第六部分对所设计的RF电源进行了测试，表明本设计达到了预定的设计指标，说明此方法的可行性与实用性，并且分析了等离子炬的负载变化过程，对RF电源的设计提供了有益的参考。第七部分作了全文总结与展望。所设计RF电源成功点燃等离子炬，期间通过对RF电源的测试，并在ICP-AES整机上进行了系统验证，测试证明所设计的自激式RF电源与同类电源相比性能有所提升。
上传时间： 2022-06-23
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关键字：12v开关电源+12V、0.5A单片开关稳压电源的电路如图所示。其输出功率为6w.当输入交流电压在 110~260V范围内变化时，电压调整率Svs 1%。当负载电流大幅度变化时，负载调整率Si=5%~7%。为简化电路，这里采用了基本反馈方式。接通电源后，220V交流电首先经过桥式整流和C1滤波，得到约+300V的直流高压，再通过高频变压器的初级线圈 N1，给WS157提供所需的工作电压。从次级线圈 N2上输出的脉宽调制功率信号，经 VD7，C4，L和C5进行高频整流滤波，获得 +12V，0.5A的稳压输出。反馈线圈 N3上的电压则通过 VD6，R2、C3整流滤波后，将控制电流加至控制端 C上。由VD5，R1，和C2构成的吸收回路，能有效抑制漏极上的反向峰值电压。该电路的稳压原理分析如下：当由于某种原因致使Uo4时，反馈线圈电压及控制端电流也随之降低，而芯片内部产生的误差电压 Urt时，PWM比较器输出的脉冲占空比 Dt，经过MOSFET和降压式输出电路使得 Uot，最终能维持输出电压不变。反之亦然。如图所示12v开关电源电路图
标签： 开关电源
上传时间： 2022-06-26
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电源是电子设备的重要组成部分，其性能的优劣直接影响着电子设备的稳定性和可靠性，随着电子技术的发展，电子设备的种类越来越多，其对电源的要求也更加灵活多样，因此如何很好的解决系统的电源问题已经成为了系统成败的关键因素。本论文研究选取了BICMOS工艺，具有功耗低、集成度高、驱动能力强等优点.根据电流模式的PWM控制原理，研究设计了一款基于BICMOS工艺的双相DC-DC电源管理芯片。本电源管理芯片自动控制两路单独的转换器工作，两相结构能提供大的输出电流，但是在开关上的功耗却很低。芯片能够精确的调整CPU核心电压，对称不同通道之间的电流。本电源管理芯片单独检测每一通道上的电流，以精确的获得每个通道上的电流信息，从而更好的进行电流对称以及电路的保护。文中对该DC-DC电源管理芯片的主要功能模块，如振荡器电路、锯齿波发生电路、比较器电路、平均电流电路、电流检测电路等进行了设计并给出了仿真验证结果。该芯片只需外接少数元件就可构成一个高性能的双相DC-DC开关电源，可广泛应用于CPU供电系统等。通过应用Hspice软件对该变换器芯片的主要模块电路进行仿真，验证了设计方案和理论分析的可行性和正确性，同时在芯片模块电路设计的基础上，应用0.8umBICMOS工艺设计规则完成了芯片主要模块的版图绘制，编写了DRC.LVS文件并验证了版图的正确性。所设计的基于BICMOS工艺的DC-DC电源管理芯片的均流控制电路达到了预期的要求。
标签： DC-DC电源管理
上传时间： 2022-06-26
上传用户：蓝天小雨
