数字PWM方法的改进

数字化PWM调制在高频应用中存在精度受限制的问题，本文提出一种新的PWM技术——双调制PWM，结合高频和低频的优势，解决了数字化PWM中高频与精度之间的矛盾，使数字化PWM可用于高频、高精度电能变换器之中，理论分析、仿真和实验结果均论证了这一方法的优越性。     

细化脉宽调制信号在电池检测中的应用

叙述了一种基于数字信号处理器(DSP)采用细化脉宽调制信号(PWM)技术的电池检测设备,着重介绍了其工作原理及硬件与软件设计。通过运用细化PWM技术,实现了电池检测设备的高频高精度数字化控制,解决了数字化PWM在应用中精度受限制的问题。该电池检测设备具有调节精度高、抗干扰能力强、性能稳定可靠、自动化程度高等优点,适用于动力电池的化成与检测。     

数字控制的移相软开关脉冲MAG焊电源研制

提出了一种适合脉冲MAG焊工艺的零电压软开关电路拓扑,并对其工作机理进行了系统研究。为提高软开关弧焊电源控制的灵活性,开发了基于DSP的数字化控制系统,由软件对脉冲调制(PWM)波形进行移相控制,实现开关管的零电压开通和关断。利用DSP内部集成的PWM发生模块,通过选择合适的工作方式实现了PWM信号的直接数字化控制,从而实现了脉冲MAG焊高频逆变和低频脉冲波形调制。试验结果表明,所设计的软开关脉冲MAG焊逆变电源具有全范围的软开关能力,焊接性能好,稳定可靠。     

基于小波PWM调制的逆变器特性分析

本文介绍了基于非二进制离散小波分辨率分析的小波PWM调制原理和实现方法,分析并给出了小波PWM调制中不同参数对逆变器输出性能的影响,有利于选择合理的参数。并利用谐波消除的原理,通过具体算例将小波PWM调制与SPWM技术进行比较,仿真和实验结果表明,小波PWM调制具有数字化算法实现更简单,电压利用率更高,谐波总畸变率(THD)更小的优点,但是输出电压调节范围更小以及对低次谐波的抑制能力更差,为小波PWM调制更有效的实际应用提供了理论依据。     

三相电压源逆变器最小损耗PWM算法性能优化

为降低高频隔离型辅助变流器中三相电压源逆变器开关损耗,提出一种零序分量连续可调的改进型广义不连续PWM算法,通过实时调节调制相角,实现不同60°不连续PWM算法的线性平滑过渡,进而基于优化的时域仿真分析方法,对比分析不同算法谐波性能,并引入谐波畸变因数进行规律验证,确定谐波性能优越的调制度下限;进一步建立系统损耗模型,提出基于开关损耗函数与死区效应的损耗分析方法,实现最小损耗不连续PWM算法;在过调制的非线性区内,协调考虑电压调制增益与谐波性能,确定整体性能优化的调制度上限。最后利用DSP进行数字化实现,并通过试验验证了理论分析的正确性与归一化方法的可行性。     

基于新型CPS-SPWM的三相级联型多电平变流器

级联型多电平变流器常用的开关调制技术是载波相移正弦波脉宽调制(CPS-SPWM)技术,该技术需要大量的PWM发生器,在数字化实现过程中遇到了很大阻碍.因此,将单极性SPWM技术引入级联型多电平变流器中,提出了新型CPS-SPWM技术,比传统调制技术可以节省一半的PWM发生器,对级联型多电平变流器的数字化实现有重要的理论...     

双随机调制技术在有源功率因数预调节器中的应用研究

高频脉宽调制(PWM)整流技术能够减少单相AC—DC整流装置输入端的谐波电流、提高功率因数,但引起了集中在开关频率及其倍频谐波频谱的离散能量分布特性。随机调制技术能够改善电力电子系统电磁兼容性。针对有源功率因数预调节器高频PWM的开关特性,引入双随机调制技术,完成了该系统的性能仿真研究及其Welch谱估计分析。结果表明,双随机调制技术在保证功率因数预调节器具有较高功率因数的情况下,还减小了该高频整流器对供电系统的干扰,改善了其电磁兼容特性。     

多载波水平调制策略的谐波分析及数字化实现

多电平逆变器由于输出容量大、输出电压谐波含量小等优点,在中高压应用领域得到了广泛的应用,同时,调制策略的优劣严重影响着多电平逆变器的性能。以优化谐波为目的,针对多单元H桥串联型多电平逆变器,推导了一种二重化与多载波水平移相式PWM调制策略谐波表达式,详细分析了其谐波分布特性,从理论上论述了水平移相调制策略谐波消除的根本原因。最后,以DSP与CPLD为基础,提出了一种水平移相式SPWM调制策略数字化实现方式,并搭建了一套多单元串联型逆变器数字化实验系统。仿真与实验结果对所采用的谐波分析方法及水平移相PWM调制策略的特性进行了验证。     

正弦波逆变器脉宽调制技术的调制模型分析

高频脉宽调制（PWM）正弦波逆变器的应用越来越广泛,对其调制模型的定量分析对系统参数设计和方案优化有重要帮助。通过双重傅里叶变换得到了正弦波逆变器3种主要PWM方法的调制模型,提出了一种新型单极性正弦波PMW（SPWM）方法,并给出了其调制模型。通过对各种调制方法的分析和比较,确定了在不同场合下的最佳调制策略:对于单相全桥逆变器,倍频式SPWM和单极性SPWM为最佳;对于组合型三相逆变器,新型单极性SPWM为最佳。仿真和实验验证表明了理论分析的正确性。     

一种新颖的串/并联输出双BUCK逆变器

研究了一种可串联或并联输出的双BUCK逆变器,该逆变电路具有无桥臂直通、可高频高效率运行的特点.通过合理的开关逻辑电路,实现了该逆变器串联或并联输出,从而根据需要提供两种不同规格的输出电压,满足不同负载设备的需要.提出同步开关型PWM调制方案与交错开关型PWM调制方案,两种调制方案均消除了传统SPWM调制方案下存在的环流能量,减小了由于环流造成的损耗.最后通过1000W的原理样机,验证了串/并联输出双BUCK逆变器可高频高效率运行的特点,具有广泛应用前景.     

数字控制高频Boost变换器设计与实现

在数字控制高频开关电源中,数字补偿控制器及高分辨率数字脉宽调制( DPWM)是系统实现的关键.这里以Boost变换器为例,基于电路平均法建立了变换器的数学模型,采用单变量系统极点配置法设计了数字补偿控制器.为了在不提高系统时钟频率的情况下提高系统精度,提出一种数字时钟管理器与数字抖动相结合的新型混合DPWM方法,提高了...     

全数字化双向DC/DC变换器的分析和设计

分析了电压和电流两种控制模式，基于电流模式提出一种具有恒压、恒流、恒功率控制等多种功能的控制器。详尽阐述了数字控制系统的采样速率、AD转换器位数、DPWM分辨率和开关频率的设计原则，提出了非同步采样检测方法。针对DC／DC变换器强的非线性、时变特性，提出一种新型变参数滞环PID调节器，改善系统稳定性。采用DSP-TMS320F243作为控制核心，设计了一台额定功率为5kW的双向DC／DC变换器装置。实验结果证明，系统性能优良，可有效用于电动汽车等领域。     

基于载波调制的三电平并网逆变器断续调制策略

首先介绍了三电平逆变器断续调制法的原理及产生方法,对连续脉宽调制PWM方法和断续PWM(DPWM)调制法的性能进行了对比分析。然后提出了一种基于载波调制的优化方案,可以使断续调制法与非单位功率因数运行条件相适应,且采用该优化DPWM调制法的三电平逆变器在非单位功率因数条件下运行时可以获得更小的开关损耗。仿真和实验结果均验证了该方法的正确性与可行性。     

A high‐resolution hybrid digital pulse width modulator with dual‐edge‐triggered flip‐flops and hardware compensation

In this paper, a hybrid architecture of digital pulse width modulator (DPWM) which applies a counter, a phase‐shifted circuit, and a carry chain is proposed. Dual‐edge‐triggered flip‐flops are used in the phase‐shifted circuit to generate signals with 45° phase shift, which not only improves the resolution of the DPWM but also reduces the resource consumption in the carry chain. Furthermore, a hardware compensation method is used to solve the duty cycle increment phenomenon that affects the regulation accuracy of converter. An 11‐bit DPWM with the proposed architecture is implemented and tested by Xilinx Artix‐7 FPGA. The experimental results show a high resolution of 32 ps and a good linearity where R² is 0.99 and verify the effect of duty cycle compensation.     

基于FPGA的新型混合DPWM方法及其实现

数字脉宽调制器DPWM(Digital Pulse Width Modulation)是数字控制开关电源的核心。一般在DPWM的实现中,存在DPWM分辨率与系统工作频率之间的矛盾。本文提出了一种新型混合高分辨率DPWM的实现方法,该方法利用FPGA中数字时钟管理DCM(Digital Clock Manager)的倍频及移相功能、高频计数比较模块及数字“抖动”方法,在系统硬件工作频率为32MHz,开关频率为1MHz的条件下,实现了11位的DPWM分辨率。文中论述了各模块的原理及实现方法,并给出了基于Virtex-II FPGA的仿真和实验结果。     

先进数字控制技术在DC-DC变换器中的应用

综述了数字控制技术在直流-直流变换器中的应用,集中于两个方面,如何产生数字脉宽调制信号,以满足输出电压的稳态精度,以及新的控制策略以发挥数字电路的优点。在前者,本文介绍了几种技术,它们都可以用有限的时钟频率来产生足够精度的脉宽调制信号。在后者,本文介绍了几种数字控制技术,以大大改进开关电源的动态性能。     

Advances in Digital Control for High-frequency Switched-mode Power Converters

Over the last decade, practical digital control of high-frequency switched-mode power converters has moved from proof-of-concept demonstrations to controller chips commercially available from multiple vendors ,with applica-tions to point-of-load and isolated DC/DC converters, microprocessor power supplies,power-factor-correction rectifiers, and others.This paper summarizes some of the advances in the area, including approaches to realizations of high-per-formance, high-frequency digital pulse-width modulated ( DPWM ) controllers, related analysis, modeling and design techniques, as well as performance gains enabled by digital control such as dynamic response and efficiency improve-ments.Examples of experimentally demonstrated results are presented, together with pointers to areas of current and future research and development.     

基于数字化控制的大功率高频开关电镀电源研究

本文采用数字信号处理器实现了对大功率高频开关电镀电源的数字化控制,并对主电路系统设计和移相全桥变换器的PWM数字控制进行研究.电源采用模块化结构设计,模块之间通过CAN总线实现相互之间的通信和控制,构成N 1冗余结构,使电源系统具有很强的灵活型和可靠性.3台12V/1000A高频开关电源的并联实验结果表明,本文所研制的电镀电源具有良好的控制效果.     

高精度逆变电源输出电压直流漂移的调偏控制

逆变器中的隔离环节、各功率器件等存在漂移和特性不对称以及正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)都会引起逆变电源输出电压的直流漂移。该文提出了一种高精度逆变电源输出电压直流漂移的调偏控制方案,系统采用基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的全数字控制。给出了直流调偏控制的基本原理及其闭环控制系统。分析了模数转换器(analogue-to-digital converters,ADC)精度与数字脉宽调制(digital PWM,DPWM)精度之间的关系,并给出了抑制极限环振荡的必要条件。提出一种提高DPWM精度的新方法,可以进一步提高直流调偏控制的精度。最后,在一台单相8重化9电平电压型逆变器的实验平台上进行实验验证,实验结果表明了该控制方案的有效性。     

基于FPGA的高精度数字PWM DC/DC控制器设计

提出了一种采用现场可编程门阵列(FPGA)实现数字化高精度PWM型DC/DC的方案,介绍了基于FPGA的DC/DC数字控制器中A/D转换、数字PID控制器、数字PWM的功能及实现,重点描述了采用混合PWM方法实现高分辨率、高精度数字PWM的设计.仿真结果表明数字PWM达到8位分辨率,1MHz的输出频率.该设计实现了系统的高速动态响应,达到精确控制的良好效果.