摘要：针对教学环节中的难点和重点内容,基于dsPIC33CK256MP505数字信号控制器芯片,为开发新型的数字电源教具,在降压转换器的电路拓扑结构基础上,利用MplabPowerSmart开发软件,完成了电压控制型数字环路补偿器的设计,实现3P3Z数字补偿器的实时算法功能。

摘要：由于传统离散式PID构成的双闭环数字电源控制系统存在的调整纹波无法被低成本的抑制,同时对于大动态负载切换时,无法兼容纹波和动态的问题。本文针对上述两个问题,充分吸收了传统三要素PID法的精髓,设计出了五要素PIDCF控制算法,即比例(KP)、积分(KI)、微分(KD)、模糊宽度(KF)以及预置电流(KC)五个基本要素,由上述五要素法的PIDCF组成了新的双闭环数字电源,经实验证明可以将传统离散PID的调整纹波完全消除,同时预置电流KC的引入,非常有效的改善动态性能和输出纹波之间的矛盾关系。通过实测,使用上述五要素PIDCF的数字电源其动态响应可以达到25%~75%切载时,超调量少于0.6%优秀表现;同时输出纹波降低到1%的控制精度以下。

摘要：高效率、高开关频率和数字控制是近年来开关电源领域的研究热点。探讨了基于平均电流模式的同步Buck数字电源设计策略,结合理论分析和Matlab/Simulink软件仿真,分析了同步Buck的环路设计条件,详细阐述了两种电压电流双闭环PI补偿器的设计方法,并提出了一种基于电流环简化的电压环设计方法。使用高性能主流MCU芯片STM32G474作为控制核心,利用高分辨率PWM技术实现200 kHz的开关频率,以中断事件触发和状态机运行思想来构建系统软件的架构。仿真和实验结果表明系统具有效率高、动态响应快和鲁棒性强等特点,为数字电源的通用化设计提供了参考。

摘要：随着科技事业的飞速发展,各类系统装置也在不断升级换代,同时用户对电源方面的要求也更高,无论是电源系统的整体工作状态,还是故障记录情况,用户都想要了解。传统开关电源很难实现电流和电压的输入、输出,显示电池电量和剩余的运行时间等,利用数字控制开关电源技术,则可以解决上述问题。文章概述了数字电源的发展情况以及数字电源系统的特点,设计了一款便携式设备数字电源系统,从系统设计角度,对该便携系统的硬件和软件进行综合分析,在此基础上,开展了相应的仿真测试,最终发现,便携式设备数字电源具有一定的可靠性和较高的工作效率。

摘要：针对加速器励磁电源电流精度高、可靠性高、内部干扰强的特点,介绍了用于加速器励磁数字电源高精度模数转换电路的优化设计方法。探讨影响模数转换电路的采集精度、抗干扰能力及长期工作可靠性的几个方面,包括原理设计、电源分配和VHDL驱动程序设计等,并提出优化设计策略。在大功率数字脉冲电源样机上应用优化策略设计的模数转换电路,测试结果表明,该样机不仅长期工作稳定,而且其输出电流误差和跟踪误差优于设计要求。

摘要：近年来,开关电源正朝着智能化、数字化方向发展,数字电源需要精准可靠的控制算法。针对不易建立数学模型的非线性电源系统较难选择合适的控制算法的问题,对无模型自适应控制(Model-Free Adaptive Control,MFAC)算法进行了研究,并基于该算法设计实现了一款180 V输入、2000 V输出的数字电源。该电源以STM32F103为主控芯片、LLC拓扑为主电路,通过MFAC算法改变PWM占空比,并实现对电源系统的监测、控制、通信、显示等功能。实验表明,将MFAC算法应用在LLC拓扑中能够对电源系统实现较好地控制,并能够稳定可靠工作、达到指标要求。实验验证了MFAC算法在LLC拓扑中应用的可行性。

摘要：阐述高效率数字电源的设计,采用两级式架构,实现AC/DC电压变换功能,电源应用于地面雷达系统,可以适应大功率脉冲输出场景,并且具备输出电压在线快速切换功能。第一级电路采用交错并联BOOST拓扑实现功率因数校正;第二级电路采用半桥LLC拓扑实现隔离输出。在仿真平台经验参数验证并完成产品样机,在AC220V输入电压、输出满载2.5kW条件下功率因数0.998,THD小于3%,整机效率高达95.5%。

摘要：设计了一种应用于数字电源控制器的模数转换器,和传统的模数转换器不同,该模数转换器采用两步转换的结构,功耗低,面积小.通过模数转换器与数字脉宽调制器共用延迟锁定环,面积和功耗进一步降低;通过在斜波信号发生器中使用电流舵技术,提高了斜波信号发生器的线性度;通过数字逻辑的优化设计,解决了时间数字转换中两步量化同步和匹配的问题.该模数转换器采样频率为1MS/s,目标有效位为8bit.芯片在SMIC0.13μm CMOS工艺下流片,功耗为60μW,面积为0.03mm2,有效位达到6.5bit.

摘要：为了解决数字电源存在的各种延迟现象,对基于数字电源的快速响应进行了非线性算法的研究。通过对各种非线性算法的研究比较,着重分析了迟滞控制非线性算法,给出了数字电源的整体结构。经过试验以及计算,相对比传统的数字电源可以提高2μs的响应时间,实现了数字电源的快速响应的设计。

摘要：介绍数字电源的主要特点和发展现状,提出一套基于便携式设备的数字电源系统的实现方案,论述了智能电池、智能充电器、负载功率转换器和PMBus/SMBus主机的硬件设计及软件设计。实验结果表明,该数字电源系统具有高性能指标、良好的人机交互功能、控制方式灵活、体积小、效率高、支持在线调试功能等优点,具有较强的实用性和广泛的应用前景。