数字开关电源的全桥主电路设计与ARM控制策略

本文主要探讨的是主电路开环仿真原理图在数字开关电源设计中的应用，以广东工业大学研究生梅阳凤的硕士学位论文为例。该论文着重研究了开关电源在现代电子设备中的重要性，特别是随着电力电子行业的发展，从线性电源转向开关电源的趋势，以及数字控制在克服模拟控制局限性上的优势。 图3．4展示了主电路开环的仿真原理图，其中的PWM（脉冲宽度调制）波形是核心控制策略，它驱动开关管工作，产生稳定的输出电压。图3-5展示了PWM驱动波形，其精确控制有助于提高电源效率和稳定性。而图3-6则展示了在PWM控制下的输出电压波形，表明单路输出电压可达300V以上，双路串联可满足高达600V的输出需求，这体现了开关电源的高电压输出能力。 课题设计的核心在于全桥变换电路的选择和优化，对主功率变换管及其驱动技术和保护措施进行了深入研究。全桥变换电路在主电路设计中起关键作用，元器件的选择需考虑效率、耐压和散热等因素。同时，论文还详细讨论了基于ARM的全数字控制系统，包括主控制器外围电路、电压和电流采样电路、用户交互界面（如键盘和数码管显示）以及辅助电源电路的构建。控制方式采用了PWM控制，通过A/D转换、PID算法以及相应的子程序设计，实现了精确的电压和电流控制。 在论文中，作者以数字开关电源设计为主线，深入分析了电路原理，涉及系统主电路参数设计、控制回路设计、辅助电路设计以及软件实现，特别是对数字PWM调制技术的探讨，为实际应用提供了理论基础和实践指导。通过实际系统调试和分析，论文总结了数字开关电源的优点，如性能稳定、体积紧凑和效率高，同时也指出了潜在的改进空间和挑战。 关键词：开关电源、数字控制、全桥变换、PWM控制、驱动电路，这些是论文的核心关注点，反映出作者对现代电源技术的深入理解和应用。