ACDC数字电源控制算法的研究

AC/DC开关电源的设计一． 技术要求1.1 AC/DC 开关电源 1．输出电压： 直流，纹波电压（峰峰值）小于额定电压的0.5% 2． 输入电压： AC 三相380V ±10％ 3． 输入电压频率： 50±5HZ 4． 负载短时过载倍数： 200％ 5． 瞬态特性： 较好6．技术指标要求： 输出直流电压(V)10~12~14输出电流（A ）140 1.2 设计条件1） 电路形式 全桥 全波整流 2） 工作频率 20KHZ3） 逆变器电路最高，最低电压 DC 592～450V4） 输出电压 max o V =14VDC min 10o V VDC = 输出电流 150A5） 开关管最大导通时间 max o T ＝22.5us 6） 开关管导通压降 1U ∆=3V7） 整流二极管导通压降 2U ∆＝1V 8） 变压器允许温升 25C ︒ 9） 电原理图二、主电路原理与设计2.1主电路工作原理380V 市电经不控整流后变成了脉动的直流电，经直流滤波电路后变成平稳的直流供给逆变电路，逆变桥在驱动信号的作用下根据正弦脉宽调制原理将直流电变成一定电压一定频率的交流电，再经过隔离变压器来实现电压的匹配，经过整流来得到直流更好的直流电，经直流滤波隔离后供给负载。

采用SPWM 调制方式，通过电压负反馈调节输出电压，使输出电压稳定在一定的范围内。

2.2主电路结构UVW主电路原理简图如图所示主电路主奥包括以下几个部分：1）不控整流部分：主要采用三相不控整流，该电路结构简单，可靠性高。

2）DC滤波部分：注意用无源滤波电路来使电路中的有害谐波减少，提高对以后电路供电的可靠性。

3）逆变电路：采用功率IGBT为开关器件，SPWM调制方式，利用电压负反馈构成闭环控制，稳定输出电压。

4）隔离电路：主要是用隔离变压器来实现电路的隔离和电压的匹配。

5）二次逆变部分：注意是实现电压的二次变换，来实现供电的高可靠性和高直流性。

AC/DC开关电源的设计一． 技术要求1.1 AC/DC 开关电源 1．输出电压： 直流，纹波电压（峰峰值）小于额定电压的0.5% 2． 输入电压： AC 三相380V ±10％ 3． 输入电压频率： 50±5HZ 4． 负载短时过载倍数： 200％ 5． 瞬态特性： 较好6．技术指标要求： 输出直流电压(V)10~12~14输出电流（A ）140 1.2 设计条件1） 电路形式 全桥 全波整流 2） 工作频率 20KHZ3） 逆变器电路最高，最低电压 DC 592～450V4） 输出电压 max o V =14VDC min 10o V VDC = 输出电流 150A5） 开关管最大导通时间 max o T ＝22.5us 6） 开关管导通压降 1U ∆=3V7） 整流二极管导通压降 2U ∆＝1V 8） 变压器允许温升 25C ︒ 9） 电原理图二、主电路原理与设计2.1主电路工作原理380V 市电经不控整流后变成了脉动的直流电，经直流滤波电路后变成平稳的直流供给逆变电路，逆变桥在驱动信号的作用下根据正弦脉宽调制原理将直流电变成一定电压一定频率的交流电，再经过隔离变压器来实现电压的匹配，经过整流来得到直流更好的直流电，经直流滤波隔离后供给负载。

采用SPWM 调制方式，通过电压负反馈调节输出电压，使输出电压稳定在一定的范围内。

2.2主电路结构UVW主电路原理简图如图所示主电路主奥包括以下几个部分：1）不控整流部分：主要采用三相不控整流，该电路结构简单，可靠性高。

2）DC滤波部分：注意用无源滤波电路来使电路中的有害谐波减少，提高对以后电路供电的可靠性。

3）逆变电路：采用功率IGBT为开关器件，SPWM调制方式，利用电压负反馈构成闭环控制，稳定输出电压。

4）隔离电路：主要是用隔离变压器来实现电路的隔离和电压的匹配。

5）二次逆变部分：注意是实现电压的二次变换，来实现供电的高可靠性和高直流性。

acdc集成电路电源设计AC/DC集成电路电源设计是现代电子设备中非常重要的一部分。

它将交流电转换为直流电，为各种电子设备提供稳定可靠的电源。

本文将介绍AC/DC集成电路电源设计的基本原理、常见的设计方法和应用。

我们来了解一下AC/DC集成电路电源的基本原理。

AC/DC电源是通过将交流电转换为直流电来为电子设备提供电能的装置。

它主要由整流器、滤波器和稳压器组成。

整流器将交流电转换为脉动的直流电，滤波器用于平滑输出电压，稳压器则用于保持输出电压的稳定性。

AC/DC集成电路电源设计的目标是在满足设备功率需求的同时，提供高效率、低噪声和高可靠性的电源。

接下来，我们将介绍一些常见的AC/DC集成电路电源设计方法。

其中一种常见的设计方法是使用开关电源。

开关电源利用开关元件（如晶体管、MOSFET等）的开关动作来实现电能的转换。

它具有高效率、小体积和轻量化的特点，广泛应用于各种电子设备中。

另一种常见的设计方法是使用线性稳压器。

线性稳压器通过调节电阻或晶体管的导通状态来实现电压的稳定输出。

它具有简单、可靠的特点，但效率较低，体积较大。

除了以上两种设计方法，还有一些其他的AC/DC集成电路电源设计方法。

例如，使用开关电容器来实现电压转换。

开关电容器电源利用电容器的充放电过程来实现电压转换，具有高效率和快速响应的特点。

此外，还有反激式电源、谐振式电源等设计方法，它们具有不同的特点和适用范围。

在AC/DC集成电路电源设计中，还需要考虑一些其他因素。

例如，输入电压范围、输出电压稳定性、负载能力、效率、噪声等。

输入电压范围是指电源能够适应的输入电压范围，输出电压稳定性是指输出电压在负载变化或输入电压波动时的稳定性。

负载能力是指电源能够提供的最大输出电流，效率是指电源的能量转换效率，噪声是指电源输出的电磁干扰。

我们来看一些AC/DC集成电路电源的应用。

AC/DC集成电路电源广泛应用于各种电子设备中，如计算机、通信设备、家用电器、工业控制等。

数字电源控制算法随着电子技术的不断发展，数字电源控制算法在电源管理系统中的应用越来越广泛。

数字电源控制算法是指利用数字信号处理技术和控制算法来实现对电源输出的精确控制。

本文将介绍数字电源控制算法的原理、应用和优势。

数字电源控制算法的原理主要基于反馈控制理论。

在传统的模拟电源控制中，通常使用模拟电路来实现对电源输出的调节。

而数字电源控制算法则将模拟电源控制转换为数字信号处理，通过对输入信号进行采样和数字滤波处理，计算出控制信号，并通过数字/模拟转换器将控制信号转换为模拟信号，从而实现对电源输出的精确控制。

数字电源控制算法的应用非常广泛。

在电源管理系统中，数字电源控制算法可以应用于直流稳压电源、开关电源、充电器等各种类型的电源控制。

同时，在电子设备中，数字电源控制算法也可以应用于功率管理、能量调度等方面，提高电源的效率和稳定性。

数字电源控制算法相比传统的模拟电源控制具有许多优势。

首先，数字电源控制算法可以实现对电源输出的精确控制，通过数字信号处理和控制算法的优化，可以提高电源的响应速度和稳定性。

其次，数字电源控制算法可以实现对电源的智能化管理，通过软件控制，可以实现电源的远程监控和调节。

此外，数字电源控制算法还具有灵活性和可扩展性，可以根据不同的应用需求进行调整和优化。

在实际应用中，数字电源控制算法还面临一些挑战。

首先，数字电源控制算法需要较高的计算能力和处理速度，要求硬件平台具备足够的性能。

其次，数字电源控制算法需要对电源和负载进行精确建模，并根据实际情况调整控制参数，以实现最佳控制效果。

同时，数字电源控制算法还需要考虑电源和负载的动态变化，实时调整控制策略，以适应不同工况下的需求。

数字电源控制算法是一种基于数字信号处理和控制算法的电源管理技术，可以实现对电源输出的精确控制。

在电源管理系统和电子设备中的应用广泛，具有精确性、智能化、灵活性和可扩展性等优势。

然而，数字电源控制算法在实际应用中仍面临一些挑战，需要解决硬件性能、模型建立和控制策略等方面的问题。

（上）彭磊•10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式•10W-100W以内常用反激式拓扑（75W以上电源有PF值要求）•100W-300W 正激、双管反激、准谐振•300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等•500W-2000W 双管正激、半桥、全桥•2000W以上全桥•在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。

优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电压范围输入,可多组输出.缺点：输出纹波比较大。

(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)•今天以自行车充电器为例，详细讲解反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法。

EMI整流滤波变压器次级整流滤波开关器件PWM 控制IC隔离器件采样反馈输出高压区域低压区域—保险管•作用：安全防护。

在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。

•技术参数：额定电压V、额定电流I、熔断时间I^2RT。

•分类：快断、慢断、常规•0.6为不带功率因数校正的功率因数估值•Po输出功率•η 效率（设计的评估值）•Vinmin 最小的输入电压•2为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。

•0.98 PF值相关知识•大部分用电设备中，其工作电压直接取自交流电网。

所以电网中会有许多家用电器、工业电子设备等等非线性负载，这些用电器在使用过程中会使电网产生谐波电压和电流。

没有采取功率因数校正技术的AC-DC整流电路，输入电流波形呈尖脉冲状。

交流网侧功率因数只有0.5~0.7，电流的总谐波畸变（THD）很大，可超过100%。

采用功率因数校正技术，功率因数值为0.999时，THD约为3%。

为了防止电网的谐波污染，或限制电子设备向电网发射谐波电流，国际上已经制定了许多电磁兼容标准，有IEEE519、IEC1000-3-2等。

•功率因数的校正(PFC)主要有两种方法：无源功率因数校正和有源功率因数校正。

高频链acdc矩阵变换器安全高效运行调控技术研究contents •高频链ACDC矩阵变换器概述•高频链ACDC矩阵变换器控制策略•高频链ACDC矩阵变换器安全运行调控技术•高频链ACDC矩阵变换器高效运行调控技术•高频链ACDC矩阵变换器实验研究与结果分析目录CHAPTER高频链ACDC矩阵变换器概述高频链ACDC矩阵变换器是一种基于高频链技术的ACDC变换器，能够在高频率下实现交流电和直流电之间的转换。

其工作原理主要基于电力电子器件的开关控制，通过高频开关的切换，将输入的交流电转换为高频的脉冲电流，再通过滤波和整流电路，将其转换为直流电输出。

定义与工作原理变换器类型与拓扑结构ACDC变换器在工业中的应用CHAPTER高频链ACDC矩阵变换器控制策略直接电流控制(Direct Current Control)02间接电流控制(Indirect Current Control)该方法相对于直接电流控制，具有电路结构简单、易于实现的优点，但同时也存在响应速度较慢、控制精度较低等问题。

最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking)CHAPTER高频链ACDC矩阵变换器安全运行调控技术避免浪涌电流实现平滑启动延长变换器寿命030201软启动控制(Soft-Start Control)实时监测负载电流在过载情况下，通过控制开关的通断，切断过载电流，以保护变换器本身及负载的安全。

切断过载电流提供报警提示过载保护(Overload Protection)快速检测短路信号切断短路电流避免重复短路短路保护(Short-Circuit Protection)CHAPTER高频链ACDC矩阵变换器高效运行调控技术03自动调整占空比01输入电流波形控制02最大功率点追踪功率因数校正(Power Factor Correction)实时监测负载多模式控制自动调整工作模式最优效率控制(Optimal Efficiency Control)01温度监测02自动调整工作频率03散热设计温度补偿(Temperature Compensation)CHAPTER高频链ACDC矩阵变换器实验研究与结果分析实验平台组成高频链ACDC矩阵变换器实验平台主要由电源、负载、变换器和控制电路等组成。

设计与制造Design and manufacture0 引言电子产品逐渐普及后，人们对电源环保性、节能性、高效性的要求也越来越高，在开关电源发明以来，因其一些特殊优点，得到了业界的关注与认可。

开关电源有着成本低廉、高效率、发热小、外围电路简单、输出电压灵活的特点，使其在电网、通信设备等领域中广泛应用，在技术的成熟下，开关电源也朝着微型化、节能、高效方向发展。

1 AD/DC开关电源的应用现状开关电源由于其各种优点，在显示器、计算机、通信设备、交换机等领域中都有应用。

在几十年的发展下，开关电源功率密度得到了显著提升，工作频率也逐步升高，体积越来越小。

但是，在开关管非理想特征的影响下，电压、电流是不能突变的，两者在交叠下，会出现损耗，这影响了开关电源的高频发展，也带来了电磁干扰问题。

怎样开发高频开关电源，又降低负面效应，是当前业界关注的重点。

从狭义阶段开关电源的发展趋势来看，会朝着数字化、智能化、集成化、高频率方向发展[1]。

AD/DC开关电源是开关电源的一个重要类型，输出信号采用了直流电压与电流，在输入信号上，采用了低频交流电压，在开关电源的运行中，很容易受到内部、外部条件的干扰，因此在设置时，多采用隔离设置方式，并安排升压装置。

AD/DC开关电源原理是交流信号在经过PFC功率矫正器与桥式整流器之后，转化为直流信号，再通过升压装置来传输，完成信号的输出，整流后，就完成了转换。

在AD/DC开关电源中，是采用光耦合方式来输出信号，针对电源芯片的设计，必须要考虑到反馈电源信号、参考电压信号之间的误差。

2 电源芯片理论2.1 AC/DC开关电源此类电源采用的是交流电压，在输入时，需要通过整流、滤波电容将其转化成类直流电压，为了确保使用安全，需要将其隔离，也要应用到变压器，因此，AC/ DC开关电源的体积相对较大，对元器件的使用要求也更高[2]。

2.2 变压器反激式拓扑结构在开关管VT导通时，Np会充电，并开始储能，在VT截止时，整流二极管D会导通，提供能量，根据电流的连续与断续，变压器反激式拓扑结构包括DCM模式与CCM模式两类。