数字控制全桥开关电源设计与实现

"这篇硕士学位论文主要探讨了数字开关电源的设计与实现，作者梅阳凤，指导教师李军，属于控制理论与控制工程专业。论文详细分析了开关电源的重要性，特别是在电子设备中的应用，并对比了模拟控制与数字控制的优缺点。文章主要工作集中在全桥变换电路的设计、基于ARM的全数字控制系统的构建以及软件实现上，同时对数字PWM调制进行了深入研究，为开关电源系统设计提供了理论支持。" 在开关电源领域，隔离型DC/DC变换电路扮演着关键角色。根据表格中的信息，隔离型DC/DC变换电路主要有三种类型：正激、反激和全桥。每种类型的电路都有其独特的优点和缺点： 1. **正激变换器**：电路结构相对简单，成本较低，可靠性高，适用于中小功率的开关电源。但其输出电压纹波大，变压器利用率低，通常用于几十瓦到几百瓦的功率范围。 2. **反激变换器**：电路同样简单，成本低，但功率范围较小，一般在几瓦到几十瓦之间，适用于消费电子设备和计算机设备。其缺点是变压器利用率低，且难以实现大功率输出。 3. **全桥变换器**：适合大功率应用，如工业电源、焊接电桥和电解电源。其特点是可以达到大功率，但电路复杂，成本高，需要多组隔离驱动电路，可能会出现直通和偏磁问题。 4. **半桥变换器**和**推挽变换器**：两者都是全桥变换器的变种，前者具有较少的开关和较低的通态损耗，但可能存在偏磁问题；后者则有一个变压器一次电流，适用于低输入电压的开关电源。 论文中，作者梅阳凤对全桥变换电路进行了详细设计，包括元器件选择和驱动保护技术的研究。此外，他还探讨了基于ARM的全数字控制系统的构建，包括主控制器外围电路、采样电路、显示电路和辅助电源等。软件设计方面，涉及了PWM控制、A/D转换、PID算法和键盘显示子程序。 数字控制在开关电源中的应用简化了硬件设计，解决了模拟电路的温度漂移问题，提供了灵活的控制选项和先进的控制策略实现。通过数字PWM调制，可以提高开关电源的稳定性、减小体积并提升效率。在实际调试和分析中，论文总结了数字开关电源系统的特性与不足，并给出了改进方向。 关键词涉及了开关电源、数字控制、全桥变换、PWM控制以及驱动电路，这些都是开关电源设计中的核心概念和技术。