升压型直流变换器工作原理简介
升压型直流变换器工作原理简介
发布: | 作者: | 来源:
| 查看:203次 | 用户关注：
变换器，是将信源发出的信息按一定的目的进行变换。矩阵式变换器是一种新型的交－交电源变换器。和传统的变换器相比，它具有如下优点：不需要中间直流储能环节；能够四象限运行；具有优良的输入电流波形和输出电压波形；可自由控制的功率因数。矩阵式变换器已成为电力电子技术研究的热点之一，并有着广泛的应用前景。　　晶体管Q1处于导通状态时（集电极-发射极间的饱和管压降0.7V左右，为了讨论问题的方便，可以忽略不计该
变换器，是将信源发出的信息按一定的目的进行变换。矩阵式变换器是一种新型的交－交电源变换器。和传统的变换器相比，它具有如下优点：不需要中间直流储能环节；能够四象限运行；具有优良的输入电流波形和输出电压波形；可自由控制的功率因数。矩阵式变换器已成为电力电子技术研究的热点之一，并有着广泛的应用前景。　　晶体管Q1处于导通状态时（集电极-发射极间的饱和管压降0.7V左右，为了讨论问题的方便，可以忽略不计该管压降），则会有电流I1从直流输入电源U入经电感L1和Q1的集电极-发射极到地。此时在储能电感L1上将会形成如图5.4(a)所示的感性电压极性。在此期间电能从直流输入电源U入输入并储存在电感L1中，此时出现在二极管D1的正端的电压约为零伏，而位于D1负端的电位是大约等于直流电源的输出端电压U出的高电位。故二极管D1处于反向配置状态。此时不但对电容C1的充电电流为零，而且还要将原来储存在C1中的能量输送到负载上去。　　当晶体管Q1处于截止状态时，流过晶体管Q1的电流突然从原来的I1下降为零，从而造成流过电感L1中的电流产生突变的局面。由于流过电感中的电流是不能突变的，这时就会在电感L1中产生反电动势来阻止流过L1中的电流I减小。这样，势必会在电感L1中反激出一个如图5.4(b)所示的具有反极性的感应电势，从而使得出现在二极管D1的正端的电位V1从约零伏上跳至U入+Vl。即出现在D1正端的电压等于直流稳压电源的输入电压V1和具有相同极性的反激电动势Vl的串联叠加值。并以此为基数向电容C1充电，从而使这时的直流电压的输出电压U出一定高于它的输入电压U入。　　
本页面信息由华强电子网用户提供，如果涉嫌侵权，请与我们客服联系，我们核实后将及时处理。
电路图分类
&&& 目前，处理器性能的主要衡量指标是时钟A/D和D/A转换器的基本工作原理和基本结构
查看: 5512|
摘要: 数一模转换器（D/A转换器，简称DAC）是用来将数字量转换成模拟量；模数转换器（A/D转换器、简称ＡDC）是将模拟量转换成数字量。目前A/D、D/A转换器较多，本文选用大规律集成电路，DAC0832和ADC0809来分别实现D/A转换 ...
&&&&数一模转换器（D/A转换器，简称DAC）是用来将数字量转换成模拟量；模数转换器（A/D转换器、简称ＡDC）是将模拟量转换成数字量。目前A/D、D/A转换器较多，本文选用大规律，DAC0832和ADC0809来分别实现D/A转换和A/D转换。1．DAC0832简介&&&&DAC0832是一个8位的D/A转换器，共内部框图如图1所示，由8位输入寄存器，8位DAC寄存器，8位D/A转换器及逻辑控制单元等功能电路构成。
图1 DAC0832内部及引脚排列
&&&&&&&DO~D7：数字信号输入端&&&&&&&ILE：输入寄存器允许，高电平有效&&&&&&&CS：片选信号，低电平有效&&&&&&&WR1：写信号1，低电平有效&&&&&&&：传送控制信号，低电平有效&&&&&&&WR"：写信号2，低电平有效&&&&&&&ＩOUT1，ＩOUT2：DAC电流输出端&&&&&&&RFB：反馈电阻，是集成在片内的外接运放的反馈电阻&&&&&&&VREF基准电压（－10~+10）V&&&&&&&Vcc：电压（+5~+15）V&&&&&&&AGND是模拟地，DGND是数字地，两者可接在一起使用；&&&&DAC0832输出 的是电流，要转换成电压，还必须外接运算放大器。D/A转换实验电路如图2所示。
图2 DAC0832实验电路
2．ADC0809ADC0809是采用CMOS工艺制成的8位8通道逐次渐近型A/D转换器。其引脚排列如图10、3所示。
图3 ADC0809引脚排列
&&&&&&&INO~IN7：8路模拟信号输入端&&&&&&&A2、A1、A0：地址输入端&&&&&&&ALE：地址锁存允许输入信号。&&&&&&&START：启动信号输入端&&&&&&&EOC：转换结束标志，高电平有效&&&&&&&OE：输入允许信号，高电平有效&&&&&&&Clock(cp)：时钟，外接时钟频率一般为640KHz&&&&&&&VCC：+5V单电源供电&&&&&&&VREF（+）、VREF （－）：基准电压，通常ＶREF（+）接15V、VREF（－）接0V。&&&&&&&D0~D7：数字信号输出端&&&&&&&地址线AO、A1、A2，分别对应２3条输入线即对应IN0~IN7
上一篇：下一篇：
Powered by &
这里是—这里可以学习 —这里是。
栏目导航：君，已阅读到文档的结尾了呢~~
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
Buck变换器工作原理介绍
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口DC-DC变换器原理解析
　&>&&>&&>&&>&正文
　　系统采用电压闭环控制方式，调节器采用变参数数字PI算法，实现了模拟系统难以实现的复杂算法和方便灵活的移相控制方案。通过一台2 kW样机进行了实验，实验系统的开关频率为2 kHz。 　　引言 　　移相全桥ZVS DCDC变换器是目前应用最广泛的软开关电路之一。作为一种具有优良性能的移相全桥变换器，其两个桥臂的开关管均在零电压软开关条件下运行，开关损耗小，结构简单，顺应了直流电源小型化、高频化的发展趋势，因此在中大功率DCDC变换场合得到了广泛应用，而系统数字化控制可进一步提高系统的可靠性。数字化系统具备完整的可编程能力，它使程序修改、算法升级、功能移植都非常容易，相对于模拟控制方式具有明显的优势。DCDC变换器的数字化控制是当前的研究热点之一。本文分析了主电路原理，采用TMS320LF2407作为主控芯片实现了ZVS DCDC变换器的全数字控制，并给出了实验结果。 　　1 主电路拓扑及工作原理 　　ZVS PWM DCDC全桥变换器的主电路结构如图1所示，其主要波形如图2所示。由图1可见，电路结构与普通双极性PWM变换器类似。 Q1、D1 和Q4、D4组成超前桥臂、Q2、D2和Q3、D3组成滞后桥臂;C1～C4分别是Q1～Q4的谐振电容，包括寄生电容和外接电容;Lr是谐振电感，包括变压器的漏感;T副方和DR1、DR2组成全波整流电路，Lf、Cf组成输出滤波器，RL是负载。Q1和Q3分别超前Q4和Q2一定相位（即移相角），通过调节移相角的大小来调节输出电压。由图2可见，在一个开关周期中，移相全桥ZVS PWM DCDC变换器有12种开关模态，通过控制4个开关管 Q1～Q4，在A、B两点得到一个幅值为Vin的交流方波电压;经过高频变压器的隔离变压后，在变压器副方得到一个幅值为Vin/K的交流方波电压，然后通过由DR1和DR2构成的输出整流桥，得到幅值为Vin/K的直流方波电压。这个直流方波电压经过Lf和Cf组成的输出滤波器后成为一个平直的直流电压，其电压值为 　　UO=DVin/K（D是占空比）。Ton是导通时间，Ts是开关周期（Ts=t12-t0）。通过调节占空比D来调节输出电压UO。 　　 　　图1 变换器主电路结构 　　 　　图2 变换器主要波形 　　由波形图可见，移相全桥电路控制方式的特点是： 　　① 在一个开关周期Ts内，每个开关导通时间都略小于Ts/2，而关断时间略大于Ts/2。 　　② 同一个半桥中，上、下两个开关不能同时处于开通状态，每个开关关断到另一个开关开通都要经过一定的死区时间。 　　③ 比较互为对角的两对开关管Q1、Q4和Q2、Q3的开关函数波形，Q1的波形比Q4的波形超前0~ Ton/2时间，Q2的波形比Q3的波形超前0~ Ton/2时间，因此Q1和Q2为超前桥臂， Q3和Q4为滞后桥臂。
　　2 控制芯片TMS320LF2407A 　　TMS320LF2407A是TI公司设计的一种数字信号处理器，具有接口方便、编程简单、稳定性好、精度高、方便以及可重复性等优点。TMS320LF2407A部分功能如下： 　　① 工作电压3.3 V，有4种低功耗工作方式。电路设计时需考虑电平转换，不要超过DSP的工作电压。 　　② 单指令周期最短为25 ns（40 MHz），最高运算速度可达40MIPS，四级指令执行流水线。低功耗，有利于电池供电的场合;而高速度非常适用于电动机的实时控制。 　　③ 拥有2个专用于电动机控制的事件管理器（EV），每一个都包含：2个16位通用定时器，8个16位脉宽调制（PWM）输出通道，1个能够快速封锁输出的外部引脚/PDPINTx（其状态可从COMCONx寄存器获得），可防止上下桥臂直通的可编程死区功能，3个捕捉单元，1个增量式光电位置编码器接口。 　　④ 16通道10位A/D转换器，具有可编程自动排序功能，4个启动A/D转换的触发源，最快A/D转换时间为375 ns。 　　⑤ 控制器局域网（CAN）2.0B模块。 　　⑥ 串行接口SPI和SCI模块。 　　⑦ 基于锁相环的时钟发生器（PLL）。 　　⑧ 41个通用I/O引脚。 　　⑨ 32位累加器和32位中央算术逻辑单元（CALU）;16位&16位并行乘法器，可实现单指令周期的乘法运算;5个外部中断。 　　⑩
IEEE标准的JTAG仿真接口。 　　很宽的工作温度范围，普通级为-40～85 ℃，特殊级为-40～125 ℃。 　　3 系统的数字实现 　　图3为变换器硬件结构框图。由图可见，系统采用闭环控制方式，将变换器两侧的电压、电流经霍尔检测电路检测并转换成相应的电压信号进行滤波，所得的反馈信号一方面送入DSP片内进行A/D转换后进行闭环控制运算，同时送到故障保护电路。本系统电压环采用PI调节器。数字PI调节器根据给定值和反馈信号值进行偏差调节，其输出结果决定了超前、滞后臂之间PWM驱动波形移相角的大小，从而使控制量跟踪给定量;DSP发出的驱动信号经电平转换电路进行电平转换后，送到驱动芯片M57962L形成最终的IGBT驱动信号。故障保护电路则对电流、电压反馈信号进行判断、处理，在故障发生时给出故障信号并从软件上置 PWM为无效方式，硬件上立即封锁IGBT驱动，对系统进行保护。数码管显示电路由带SPI接口的MAX7219和多位数码管组成。MAX7219适合标准的SPI通信方式，同时还具有译码、驱动及数据锁存功能。每片MAX7219能以扫描方式对4位数码管进行智能化管理，大大降低了微处理器用于实时显示的时间。 　　 　　图3 变换器硬件结构框图 　　3.1 基于DSP的直接移相脉冲生成方法 　　移相是滞后臂驱动相对于超前臂驱动之间的一个周期性延时，其延时角即为移相角。设PWM1/PWM2驱动超前臂开关管，PWM3/PWM4驱动滞后臂开关管，每个桥臂上下两管之间的驱动互补且带死区。在实现中 　　 　　图4 基于DSP的直接移相脉冲生成方法 　　可以固定超前臂的驱动在每一周期的T0时刻发出，那么只要延迟移相角&P对应的时间再发生全比较事件则可以得到滞后臂的驱动，可以实现0&～180&范围内的自由移相。由图4可见，定时器T1的计数方式为连续增减模式，在计数器T1CNT=0和T1CNT=T1PR时分别更新CMPR1和CMPR2的值，这一过程可以分别在T1的下溢中断和周期中断中完成。设移相角&P对应的延迟时间为Td，显然在0～T/2、T/2～T时间段内，CMPR1、CMPR2值的关系可分别表示如下： 　　 　　这种脉冲生成方法只需用到DSP的PWM1～PWM4的4个口，而且可以利用死区设置寄存器可编程地直接设置死区，因此非常灵活方便，简单可靠。 　　3.2 系统软件设计 　　系统软件主要有主程序和中断服务程序两大部分。主程序主要是完成系统初始化、开关机检测、开关机初始化，然后进入主程序循环等待中断，图5为主程序流程。中断服务程序包括周期中断程序、下溢中断程序等。在周期中断程序中完成读取电压采样值、数字滤波、实施控制算法、启动电流A/D转换、调节器运算程序等工作。如果系统出现故障，则外部硬件产生信号去封锁脉冲放大和整形电路，同时产生信号送DSP，产生中断封锁脉冲输出。为了达到更好的控制效果，调节器采用变参数数字PI算法，其控制思想是按照电压误差e（k）的正、负及上升、下降趋势，将反馈电压一个周期的波动分为6个区间，在不同的区间调用不同的 PI参数，从而实现最佳PI 调节，其数学表达式为： 　　 　　其程序流程如图6所示。 　　 　　图5 主程序流程 图6 变参数PI算法流程
　　4 实验结果 　　根据前述方案搭建了实验系统，实验中采用三菱公司的智能功率模块（IPM）PM200DSA120作为逆变器的主开关器件。它抗干扰能力强、开关速度较快，功耗较低，具有驱动电源欠压保护、桥臂对管互锁保护、 过流保护以及过热保护等功能。开关频率为fs=10 kHz，开通时间为ton=1.4 &s，关断时间为toff=2.0 &s。实验波形如图7至图9所示。图7为 PWM1、PWM2的互补波形，由图可知，它们之间存在死区，该死区是可编程的，可根据实际情况来确定。图8为PWM1、PWM3之间的移相15&的波形，该移相角可通过程序来控制，根据给定及负载的大小进行自动调节。图9为T1管的驱动波形，正电压大约为15 V，负电压大约为9 V。 　　 　　图7 PWM1、PWM2的互补波形 　　 　　图8 PWM1、PWM3移相15&波形 　　 　　图9 IGBT的驱动波形 　　5 结论 　　本文研究的是移相全桥全数字ZVS DC/DC变换器，具体分析了它的工作原理，给出了其数字实现方案，并进行了实验。实验结果说明了方案的可行性。基于DSP的移相全桥全数字ZVS DC/DC变换器结构简单，工作可靠，易于实现，调试方便，功能完善，动静态性能与模拟变换器一样好，有很好的应用前景。
第1页&&http://www.autooo.net/autooo/power/tech//151785.html& & 降压变换器：将高电压变换为低电压的电路。
& & 反向器：将电压极性改变的电路，有正电源变负电源，负电源变正电源两类。
& & 三个主要分支，当然应用时在同一电路中会有升压反向、降压升压等功能同时存在。
& & DC-DC变换器的基本电路有升压变换器、降压变换器、升降压变换器三种。
& & 降压变换器原理图如图1所示，当开关闭合时，加在两端的电压为(Vi-Vo)，此时电感由电压(Vi-Vo)励磁，电感增加的为：(Vi-Vo)*Ton。
& & 当开关断开时，由于输出的连续，VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：(Vo)*Toff。
& & 当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，(Vi-Vo)*Ton=(Vo)*Toff，由于占空比D&1，所以Vi&Vo，实现降压功能。
图1 降压变换器原理图
& & 升压变换器原理图如图2所示，当开关闭合时，输入电压加在电感上，此时电感由电压(Vi)励磁，电感增加的磁通为：(Vi)*Ton。
& & 当开关断开时，由于输出电流的连续，二极管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：(Vo- Vi)*Toff。
& & 当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，(Vi)*Ton=(Vo- Vi)*Toff，由于占空比D&1，所以Vi 。
图2 升压变换器原理图
& & 升降压变换器、入出极性相反原理如图3, 当开关闭合时，此时电感由电压(Vi)励磁，电感增加的磁通为：(Vi)*T当开关断开时，电感削磁，电感减少的磁通为：(Vo)*Toff。当开 关闭合与开关断开的状态达到平衡时，增加的磁通等于减少的磁通，(Vi)*Ton=(Vo)*Toff，根据Ton比Toff值不同，可能Vi& Vo，也可能Vi&Vo。
图3 升降压变换器原理图
本网站试开通微、小企业商家广告业务；维修点推荐项目。收费实惠有效果！欢迎在QQ或邮箱联系！
试试再找找您想看的资料
资料搜索：
查看相关资料 & & &
　　　同意评论声明
　　　发表
尊重网上道德，遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
本站管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容
本站有权在网站内转载或引用您的评论
参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款
copyright & &广电电器(中国梧州) -all right reserved& 若您有什么意见或建议请mail: & &
地址： 电话：(86)774-2826670& & &&）