基于FPGA的復(fù)合型穩(wěn)壓源的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、論文題目：基于FPGA的復(fù)合型穩(wěn)壓源的研究與設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)：電路與系統(tǒng)碩士生：馬秋芝（簽名）指導(dǎo)老師：程紅麗（簽名）摘要為了更好的改善電源的穩(wěn)定性，擴(kuò)大輸出電流的范圍，提高電源的工作效率，設(shè)計(jì)了一種基于電流跟蹤滯環(huán)控制的復(fù)合型穩(wěn)壓電源。復(fù)合型穩(wěn)壓電源主電路由線性穩(wěn)壓器與Buck變換器組成。數(shù)字控制器根據(jù)實(shí)時(shí)采集的輸出電壓、輸出電流及Buck變換器電感電流，確定線性穩(wěn)壓器與Buck變換器的工作狀態(tài)，并通過(guò)控制算法實(shí)現(xiàn)兩者的功能。由于Buck變換

2、器相對(duì)于線性穩(wěn)壓器輸出電壓紋波大，精度低，特設(shè)計(jì)在輕載時(shí)線性電源工作，重載時(shí)Buck變換器工作。Buck變換器工作時(shí)，控制器將電感電流控制在所設(shè)置的一個(gè)電流滯環(huán)寬度內(nèi)，使電感電流的平均值到達(dá)輸出電流要求的期望值，從而穩(wěn)定輸出電壓。本文詳細(xì)分析了負(fù)載突變和啟動(dòng)過(guò)程中輸出電壓、輸出電流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，給出了參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)依據(jù)。在MatlabSimulink環(huán)境下以Buck變換器與線性穩(wěn)壓器并聯(lián)為主拓?fù)潆娐愤M(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，獲得符合設(shè)計(jì)要求的仿真數(shù)據(jù)

3、及仿真波形等結(jié)果。最后以FPGA的CycloneⅡ—EP2C8Q208C為控制平臺(tái)，制作了一個(gè)基于電流跟蹤滯環(huán)控制的復(fù)合型穩(wěn)壓電源模塊，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于電流跟蹤滯環(huán)控制的復(fù)合型穩(wěn)壓電源的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度及紋波電壓符合設(shè)計(jì)要求，該控制策略是可行性的、所進(jìn)行的理論分析是正確的，能夠很好的改善電源的穩(wěn)壓精度，提高電源的寬負(fù)載動(dòng)態(tài)范圍。為了使電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度更快，電源間切換平穩(wěn)過(guò)渡，文中對(duì)負(fù)載突變時(shí)刻進(jìn)行了詳細(xì)的優(yōu)化分析與改進(jìn)，

4、仿真結(jié)果表明優(yōu)化后的控制策略效果更佳，提高了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。關(guān)鍵詞：DCDC變換器；復(fù)合型穩(wěn)壓源；電流跟蹤控制；FPGA；動(dòng)態(tài)特性研究類(lèi)型：應(yīng)用研究extensionofvoltagestabilizingpower.Fadvancingtherapidofpowerdynamicresponsetheswitchbetweeneachpowerissmooth.Thetimeofloadbreakisoptimizedanalyz

5、ingadvancingdetailedly.Theemulationresultpresentedbettereffectofcontroltacticthedynamicacteristicofcontrolsystemisadvances.Keywds：DCDCconvertersComplexregulatedpowersupplyCurrentfollowingcontrolFPGADynamicbehaviourThesis