1. 研究目的与意义(文献综述)
dc-dc变换器是集成电源中的核心组成部分,它主要是将蓄电池储存的直流电转换成电压值更高或更低的直流电,送 入逆变器给负载供电。随着电子技术的发展,各类电子设备对电压要求不尽相同。现有的稳压电源已经无法满足要求,功率可调式数字dc-dc变换器的研究具有重大意义。目前大多数dc-dc变换器采用单片机控制芯片技术,然而控制效果并不是很好,为了更好满足各类用电设备用电需求,所以本文提出了基于dsp的dc-dc变换器研究。
数字信号处理器dsp的应用,使得开关电源具有较高的开关频率,具有以下优点:设计周期短,灵活多变,易实现模块化管理,能够消除因离散原件引起的不稳定和电磁干扰,利用dsp技术可以实现更简单稳定的通讯和均流,并且获得更好的emc控制,有效减少组件使用数量并提高模块化程度,实现一定范围内的直流电压变化并且使其输出电压可调,同时使其输出功率达到一定的要求,用户可以根据自己的实际需要进行调整,完成该dc-dc变换器硬件电路的设计和核心软件的开发,提高更高的智能化程度,达到智能化。
从八十年末以来,设计师们对dc-dc功率变换器进行不断的研究和改革,起初研究方向为缩小dc-dc变换器的体积和提高功率密度,为此设计者提高了变换器的工作效率,很明显,这种设计方案很大程度的缩小了变换器体积,然后却带来了效率降低的问题,因体积缩小,发热增多,而散热不及时,很容易造成变换器的温度过高问题。由于当时采用的mosfet的开关速度不够快,大幅提高频率导致了mosfet的开关损耗驱动损耗大幅度增加,因此,半导体业界对mosfet技术进行了改进。经过几代mosfet设计工业技术的进步,从第一代到第八代,光刻工艺从5μm进步到0.5μm,使选择的材料电阻率大幅下降。加上进一步减薄的晶片,优秀的芯片粘结焊接技术,使当今的mosfet导通电阻降至5mΩ以下,开关时间已小于20ns,栅电荷仅20nc。目前,国外有高级dc-dc制造商已经在高功率密度的dc-dc中使用了小型微处理器的技术。它可以取代很多模拟电路,减少了模拟元件的数量,还可以取代窗口比较器、检测器、锁存器等完成电源的起动、过压保护、欠压锁定、过流保护、短路保护及过温保护等功能。由于这些功能都是依靠微控制器上运行的程序,所以技术容易保密。
2. 研究的基本内容与方案
研究目标:初步掌握dsp控制系统相关技术,实现一个基于dsp的功率可调式数字dc-dc变换器设计。 研究内容:了解dsp系统的原理;通过电路模块的设计与实现,逐步掌握dc-dc拓扑结构、dsp控制信号输出电路、电压反馈电路等电路模块的原理;综合运用所学专业知识解决问题;学会自主完成研究论文的撰写方法和过程
图1功率可调式数字dc-dc变换器系统框图
3. 研究计划与安排
第1周查阅设计题目的相关资料;第2周撰写开题报告;
第3周翻译英文资料;
第4周查阅dc-dc变换器相关资料和控制要求,学习dsp的相关理论知识
4. 参考文献(12篇以上)
1. 刘喆等,数字式可调高功率 dc-dc 变换器设计[j], 控制工程, 2014年第21卷第6期
