基于FPGA的復合型穩(wěn)壓源的研究與設計.pdf

1、論文題目：基于FPGA的復合型穩(wěn)壓源的研究與設計專業(yè)：電路與系統(tǒng)碩士生：馬秋芝（簽名）指導老師：程紅麗（簽名）摘要為了更好的改善電源的穩(wěn)定性，擴大輸出電流的范圍，提高電源的工作效率，設計了一種基于電流跟蹤滯環(huán)控制的復合型穩(wěn)壓電源。復合型穩(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)實時采集的輸出電壓、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)，并通過控制算法實現(xiàn)兩者的功能。由于Buck變換

2、器相對于線性穩(wěn)壓器輸出電壓紋波大，精度低，特設計在輕載時線性電源工作，重載時Buck變換器工作。Buck變換器工作時，控制器將電感電流控制在所設置的一個電流滯環(huán)寬度內，使電感電流的平均值到達輸出電流要求的期望值，從而穩(wěn)定輸出電壓。本文詳細分析了負載突變和啟動過程中輸出電壓、輸出電流的動態(tài)響應，給出了參數(shù)選擇和設計依據(jù)。在MatlabSimulink環(huán)境下以Buck變換器與線性穩(wěn)壓器并聯(lián)為主拓撲電路進行仿真實驗，獲得符合設計要求的仿真數(shù)據(jù)

3、及仿真波形等結果。最后以FPGA的CycloneⅡ—EP2C8Q208C為控制平臺，制作了一個基于電流跟蹤滯環(huán)控制的復合型穩(wěn)壓電源模塊，并進行了實驗研究。實驗結果表明基于電流跟蹤滯環(huán)控制的復合型穩(wěn)壓電源的動態(tài)響應速度及紋波電壓符合設計要求，該控制策略是可行性的、所進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，提高電源的寬負載動態(tài)范圍。為了使電路的動態(tài)響應速度更快，電源間切換平穩(wěn)過渡，文中對負載突變時刻進行了詳細的優(yōu)化分析與改進，

4、仿真結果表明優(yōu)化后的控制策略效果更佳，提高了控制系統(tǒng)的動態(tài)特性。關鍵詞：DCDC變換器；復合型穩(wěn)壓源；電流跟蹤控制；FPGA；動態(tài)特性研究類型：應用研究extensionofvoltagestabilizingpower.Fadvancingtherapidofpowerdynamicresponsetheswitchbetweeneachpowerissmooth.Thetimeofloadbreakisoptimizedanalyz

5、ingadvancingdetailedly.Theemulationresultpresentedbettereffectofcontroltacticthedynamicacteristicofcontrolsystemisadvances.Keywds：DCDCconvertersComplexregulatedpowersupplyCurrentfollowingcontrolFPGADynamicbehaviourThesis