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1、南京航空航天大學碩士學位論文摘要微電子集成技術的發(fā)展為電力電子控制技術提供了新的思路，由六十年代的分立元件發(fā)展到后來的集成電路、大規(guī)模集成電路、微處理器等，為功率變換的控制帶來了極大的方便。由此產生的數字控制方法因其可重復性強、耐用性強、適應性強等優(yōu)點，越來越受到人們的重視。本文采用數字信號處理器DSP建立數字控制平臺，將開關電源的控制數字化，取得了良好的控制效果。本文的主體由三個部分組成，分別在第二、三、四章進行闡述。第二章介紹了DSP芯片的產生發(fā)展，對不同生產廠家生產的DSP芯片性能做了詳細的介紹。本文主要使用了兩種DSP芯片，分別為Motorola公司的DSP56F83
2、23和TI公司的TMS320LF2407A。第二章在介紹過芯片性能之后，又分別就兩種芯片的外圍電路設計做了詳細的介紹。最后對兩種芯片的性能做了分析對比。第三章主要介紹單相功率因數校正的數字控制方法。首先簡單總結了諧波污染對電網的危害，指出了功率因數校正的必要性，并且介紹了目前常用的功率因數校正控制方法。其次對單相功率因數校正功率電路中的主要元器件參數進行了設計和選擇。最后建立了單相BoostPFC電路的數學模型，介紹了數字調節(jié)器的設計方法，并進行了仿真和實驗驗證。第四章主要介紹三電平逆變器的數字控制方法。首先，分析介紹了空間矢量控制在三相三電平逆變器控制中的應用，采用了一種簡
3、單的空間矢量算法，簡化了實時計算。然后分析了不同空間矢量對直流電容電壓的影響，提出了一種直流側電容電壓平衡的方法。最后對提出的算法進行了仿真驗證。第一章為緒論，主要介紹了電力電子技術，電源控制技術，以及數字控制技術的發(fā)展情況，介紹了課題的研究背景和研究目的。第五章為全文小結，總結了整個課題的研究內容，并提出課題的沿繼研究工作設想。關鍵詞：數字控制，數字信號處理器，功率因數校正，三電平逆變器，空間矢量控制南京航空航天大學碩士學位論文目錄第一章緒論11.1電力電子技術概述11.2數字信號處理概述21.3課題背景和研究目的21.4本文研究的主要內容3第二章數字控制器的原理及硬件構成
4、52.1引言52.2DSP芯片的概述52.3DSP56F8323芯片及其外圍電路設計72.3.1DSP56F8323芯片介紹72.3.2DSP56F8323外圍電路設計92.3.2.1供電電路92.3.2.2BDM調試工具102.3.2.3復位電路112.3.2.4串口電路112.4TMS320LF2407A芯片及其外圍電路設計112.4.1TMS320LF2407A芯片介紹112.4.2TMS320LF2407A外圍電路設計132.4.2.1供電電路142.4.2.2時鐘電路142.4.2.3存儲器接口電路152.5本章小結15第三章數字功率因數校正193.1引言193.2
5、功率因數和功率因數校正（PFC）203.3BoostPFC電路的控制方法213.4數字PFC硬件電路設計233.4.1PFC主功率電路的拓樸結構233.4.2主功率電路元件參數設計與選擇243.4.2.1設計要求243.4.2.2升壓電感設計243.4.2.3輸出電容選擇2565南京航空航天大學碩士學位論文3.4.2.4功率管開關管和二極管的選擇253.4.3數字控制器硬件資源分配263.5BoostPFC數字控制器設計273.5.1電壓環(huán)設計283.5.1.1設計目標283.5.1.2電壓環(huán)功率級的數學模型293.5.1.3電壓環(huán)數學模型的離散化313.5.2前饋電壓Vff
6、的計算323.5.3電流環(huán)設計343.5.3.1電流環(huán)功率級數學模型353.5.3.2電流環(huán)數學模型的離散化353.5.4數字PI調節(jié)器363.5.5軟件方案設計393.6仿真與實驗413.6.1MATLAB仿真413.6.2系統(tǒng)實驗433.7本章小結46第四章三電平逆變器的數字控制474.1引言474.2空間矢量三電平逆變器的控制方法484.2.1三電平逆變器的工作模式484.2.2空間矢量調制524.3直流側電壓平衡564.4硬件設計594.4.1逆變橋主電路設計594.4.2箝位二極管的選擇604.4.3輸出濾波器設計604.4.4功率模塊驅動隔離電路614.5仿真及試
7、驗結果614.6本章小結63第五章結束語655.1全文小結655.2進一步工作展望65參考文獻67攻讀碩士期間發(fā)表的論文70致謝7165南京航空航天大學碩士學位論文第一章緒論1.1電力電子技術概述[1],[2],[3]電力電子技術（PowerElectronics）是二十一世紀重要的關鍵技術之一。美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）對電力電子技術的闡述是：“有效地使用電力半導體器件，應用電路和設計理論以及分析開發(fā)工具，實現對電能的高效能變換和控制的一門技術，它包括電壓、電流、頻率和波形等方面的變換?！盵
