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1、南京航空航天大学 硕士学位论文 数字控制通信高频开关电源的研究 姓名：邵艳红 申请学位级别：硕士 专业：电力电子与电力传动 指导教师：杨善水 20090101 南京航空航天大学硕士学位论文 I 摘 要 随着通信技术的不断发展，人们对通信电源提出了更高的要求。本文针对通信电源中 DC/DC 变换器的移相全桥主电路进行了分析和研究， 在此基础上提出了采用改进型倍流整流移 相全桥电路，来克服传统 ZVS PWM 全桥变换器存在的一些问题。 本文详细分析了改进型倍流整流移相全桥电路的工作原理，利用状态空间平均法分析了倍 流整流移相全桥变换器主电路，对其建立了动态模型，并采用移相控制芯片 UC3875
2、进行了仿 真研究。 因为和传统的变压器相比，平面变压器具有体积小、高电流密度、高效率、低漏感等优点， 数字控制具有高灵活性、高精度等优点，所以两者成为当前开关电源的研究热点，也是通信电 源的发展方向。因此，本文详细介绍了平面变压器的特点及其设计方法，并对数字控制方法进 行了研究。 本文设计了一台数字控制的通信高频开关电源样机，主电路中采用平面变压器，控制部分 采用以 TMS320F2812 为核心，加上调理、通信等电路构成的数字控制平台，实现对整个变换 器的控制、保护和监控。最后给出了实验波形，验证了上述理论的正确性。 关键词：关键词：通信电源，移相全桥，倍流整流，数字控制，平面变压器 数字控
3、制通信高频开关电源的研究 II ABSTRACT With the fast development of communications technology, communications power supply is raised excelsior requirement. The PSFB circuit, which is the main circuit of DC/DC converter of communications power supply, is analysed and studied in this paper. According to the charact
4、eristic of PSFB circuit, the ZVS PWM Current Doubler Rectifier topology is proposed to overcome the shortage of full wave rectifier. In this paper, the principle of a PSFB converter with CDR has been analyzed in detail. Then, the mean of state-space average is used to analyze the main circuit and a
5、dynamic model is established. To verify the principle, a phase-shifting control chip UC3875 is used for the simulation study. Finally, the simulation results are present. Digital control and planar transformer have been two hotspots in power electronics field because of their strong suits. For examp
6、le, digital control has high feasibility and high precision; planar transformer has little volume, high current density, high efficiency and low leakage inductance, compared to the traditional transformer. So, this paper researches the digital control in power supply, introduces the characteristic o
7、f planar transformer and how to design it. A prototype of communications power supply based on digital control is presented in this paper, including main circuit and control circuit. Planar transformer is used in the main circuit. The digital control platform is composed of TMS320F2812, which is the
8、 core of the control circuit, modulating and communication circuit and so on. The platform not only finishes the whole control of the converter but also does the protecting and monitor. To verify the principle, experimental results are given in the end. Key Word：Communication Power Supply, PSFB, CDR
9、, Digital Control, Planar Transformer 南京航空航天大学硕士学位论文 V 图、表清单 图 1.1 集中供电通信电源系统示意框图.2 图 2.1 主电路 .5 图 2.2 工作波形图 .6 图 2.3 各开关模态的等效电路.8 图 2.4 工作波形图 .11 图 2.5 断续时不同于连续模态工作的等效电路.13 图 2.6 2 Q的驱动电压及其漏源级电压波形.14 图 2.7 倍流整流桥臂中点电压和变压器副边电压波形.14 图 2.8 倍流整流 p i 波形图 .15 图 2.9 倍流整流 1DR V、 1DR i、 2DR i波形 .15 图 2.10 Buck 变换器拓扑图.15 图 2.11 Buck 电路的低频小信号等效电路 .18 图 2.12 倍流整流电路的小信号模型开环传递函数 Bode 图 .20 图 3.1 PID 控制原理框图.22 图 3.2 位置式 PID 算法流程图.24 图 3.3 增量式 PID 控制算法流程图.25 图 3.4 积分分离的 PID 控制算法流程图.26 图 3.5 遇限削弱积分 PID 控制算法流程图.27 图 3.6 不完全微分 PID 控制算法流程图.28 图 3.7 带死区的 PID 控制算法流程图.29 图 3.8 平面型变压器结构示意图.
