数字电源设计与技术实现
第1章 数字电源技术及其应用概述
数字电源具有高性能和高可靠性的特点，其设计非常 灵活。随著IC厂商不断推出新型号、性能更好的数字电源 IC产品以及用户对数字电源认识的深入，数字电源的应用 将会得到普及。
数字电源技术及其应用涉及：
①电源控制技术； ②电源接口技术。
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第1章 数字电源技术及其应用导论
3
数字电源技术及其应用
数字电源技术及其应用
Boost变换器
L VD
n
VT
C
f
Uo
BOOST是一种升压型DC－DC变换电路，输出电压 大于输入电压，VT的占空比Dy必须小于1，输入电 流连续。输出电压Uo= Uin /(1－Dy)。
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第1章 数字电源技术及其应用导论
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数字电源技术及其应用
假设条件： 1、所有元器件为理想器件 2、储能元件电感充放电过程电流连续 3、电感充放电电流相等 根据能量守恒原理 电感充电周期能量=电感放电周期能量，即： 电感充电电压*充电电流*充电时间=电感放电电压*放 电电流*放电时间 由假设条件3，得： 电感充电电压*充电时间=电感放电电压*放电时间 这就是伏秒平衡方程
数字电源技术及其应用
数字电源技术及其应用
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第1章 数字电源技术及其应用导论
1
数字电源技术及其应用
本课程主要内容
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章
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概述 数字电源管理总线技术 电源的数字化控制 数字化处理技术 数字电源系统设计
第1章 数字电源技术及其应用导论
2
数字电源技术及其应用
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第1章 数字电源技术及其应用导论
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数字电源技术及其应用
基于STM32双向转换电源的设计与实现
基于STM32双向转换电源的设计与实现为了实现电能的双向流动，在研究双向DC-DC变换器的基础上，采用主拓扑为Buck-Boost级联型双向直流变换器，利用脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）技术[1]，设计并制作了一种可双向转换电能的开关电源。
设计中以STM32为控制和计算核心，实现对锂电池的充放电，经过实际的测试，充电时，在输入为30V时，以恒定电流2A为锂电池充电，精度可达0.6%以上，效率高达95.69%；放电时，输出恒定电压30V，效率高达94.58%。
标签：Bi Buck-Boost；双向DC-DC变换器；高效率；PWM引言早在20世纪80年代初，双向直流变换器就应用于人造卫星的太阳能电源系统。
随后，双向直流变换器在电动车辆、应急和备用电源中得到了应用。
随着太阳能电源、风力发电、燃料电池等新型电源的兴起，双向直流变换器的应用更加广泛[2]。
直流变换器主要可分为隔离式和非隔离式，非隔离式的直流变换器相对隔离式的具有效率高、体积小、重量轻、制作方便等优点，但会存在开关管寄生二极管的反向恢复问题；非隔离式双向直流变换器主要有：Buck-Boost、Buck/Boost、Cuk和Sepi-Zeta四种拓扑结构。
综合考虑到后，电源的主电路采用双向Buck-Boost直流变换器，该拓扑结构简单，转化效率比较高，配合STM32单片机的稳定控制，能够实现电能的双向流动。
1 系统框图及工作原理系统的结构框图如图1所示，以STM32为控制核心，Bi Buck-Boost为主电路，以及驱动电路、辅助电源、采样电路、过压保护电路等。
系统共有两种工作模式，分别是充电模式和放电模式；在充电模式下，电路为同步Buck，由直流稳压电源供电，STM32作为控制核心，通过采样和脉宽调制技术，输出恒定电流对锂电池进行充电，可在液晶上实时显示充电电流数值，同时设有过压保护电路，防止损坏锂电池。
放电模式下，由锂电池供电，同样用STM32作为控制核心，通过采样和脉宽调制技术，输出恒定电压，液晶实时显示放电电压，电压值可通过键盘设置。
基于ARM的实验室数字电源设计
基于ARM的实验室数字电源设计摘要：利用Cortex-M3，在线性电源基础上，结合数字化处理技术实现了一款高精度实验室数字电源。
对模拟电源电路进行了改进，使之适合于数字化的处理，并将数字电路引入反馈之中，从而达到很好的数字控制效果，并设计了与计算机上位机的接口，为利用计算机软件控制电源输出作好了进一步扩展的准备。
此外，本电源稳定性好,纹波系数高,可扩展性能优良，为实现高精度实验提供了较好的保证。
关键词：AD；DA；STM32；纹波；电压取样；电流取样0 引言电源作为实验室的重要仪器设备，其精度和稳定性直接决定着其它电路的性能好坏。
数字电源的产生为改善电源的精度和稳定性提供了很好的解决方案。
市面上大部分数字电源均采用集成的电源芯片来设计，这种电源的可扩展性、功率以及电源的制作成本都较高，在普通实验室应用受到了一定的限制。
本文针对数字电源一些相关特性，基于最新的Cortex-M3芯片，采用大功率晶体管，设计了一款数字电源，该电源具有扩展性好、功率提升空间大、制作成本低等优点。
1 设计原理本系统的结构框图如图1所示，分为多抽头变压器、交流电压调整、整流、功率调整、负载功率采集、MCU等几大部分。
多抽头变压器对220V交流市电进行变压，交流电压调整部分负责根据抽头输出电压的不同组合来输出0.00V-30.00V以上的交流电压，整流电路对交流电压调整后的输出进行整流，功率调整部分由大功率MOS管构成，它根据Cortex-M3芯片STM32F103VCT6发出的控制信号进行电流调整，调整后的电压输出给负载。
取样电路对负载的工作电流情况进行取样，取样电路输出的电压由STM32F103进行AD采样，电路根据操作人员设定功率值自动进行功率调整，这样便实现了整个电源的设计。
2 硬件电路设计现今很多数字电源均采用开关电源的电路形式，开关电源体积小、效率高、发热量低、波纹干扰大，故障率高，而线性调整电源则刚好相反。
实验用的电源，对波纹和稳定性要求很高，所以本电源将设计为线性电源。
数字式稳压电源的MULTISIM仿真与实现 的毕业设计
大学毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目数字式稳压电源的MULTISIM仿真与实现学生姓名 * * 系别电子信息工程系专业通信工程班级 ********* 指导教师* * *职称教授联系电话 *************** 教师单位 ******** 下任务日期__ ____年____月____日摘要在当代电子业迅猛发展，电力电子技术的不断创新，电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的技术，服务于各行各业。
数字电源器件必须包含可配置控制器内核，再加上一个能作为DC/DC或AC/DC电源转换应用的集成PWM控制器，器件内部以数字形式执行回路转换功能，通常认为如果可以进行通信，数字电源通过串行接口扩展了监测和控制功能，使电源设计更简单、更灵活，数字式稳压电源与传统稳压电源电路相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点。
目前，数字式直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛应用于教学、科研等领域。
在数据通信设备中，通常主板需要36到40个电压轨；在计算行业，一个主板上各种ASIC、存储器和处理器芯片组通常需要的电压轨超过20个。
这种复杂的电源系统需要对各种参数进行精细的诊断、控制和监控，而这些功能是模拟电源所不能实现的。
传统的解决方案通过增加分离的微控制器的方法对于降低系统成本、功耗、板子面积都不利，而数字电源的高度集成、设计灵活的特点能解决这些设计需求。
“数字电源提供了目前模拟设计所不具备的新特性，如通信、诊断、易于升级、实时监控等，系统设计人员可用这些新特性来提高电源性能。
本文研究数字稳压电源的控制电路、D/A转换电路、输出电路、数字显示电路等硬件电路的设计，完成电路仿真软件，并实现电路硬件调试与测试[1]。
【关键词】：数显控制D/A转换ABSTRACTThe rapid development of the modern electronic industry, innovation in power electronics technology, power technology, especially in a digitally controlled power technology is a very practical technology services to all industries. Digital power devices must be included to configure the controller kernel, plus a conversion applications as DC / DC or AC / DC power supply integrated PWM controller, the device internal loop conversion functions performed in digital form, usually think that if we can communicate. The digital power monitoring and control functions via the serial interface expansion and power supply design is simpler, more flexible, digital power supply compared with the conventional power supply circuit is easy to operate high voltage stability characteristics. At present, the digital DC power supply is one of the electronic equipment is widely used in teaching, research and other fields.In the data communications equipment, usually the motherboard voltage rails of 36-40; in the computing industry, a variety of motherboard ASICs, memory and processor chipsets usually need more than 20 rails. This complex power system need arious parameters fine diagnosis, control and monitoring, these features can not be achieved by the analog power. Traditional solutions to reduce system costs by increasing the separation of the micro-controller, power consumption, board area are unfavorable, while the digital power, highly integrated and flexible design features to address these design requirements Digital power analog design do not have new features, such as communication, diagnosis, easy to upgrade, real-time monitoring, system designers can use these new features to improve power performance.【Key words】Digital Control D/A converter目录前言 (1)第一章Multisim仿真软件的介绍与操作 (2)第一节Multisim仿真软件的基本操作 (2)一、Multisim的概述 (2)二、Multisim软件的特点 (3)三、Multisim的结构 (4)第二节Multisim仿真软件绘制电路图 (5)一、对元件的操作 (5)二、绘图的基本操作 (7)第三节本章小结 (8)第二章数字式稳压电源基础知识与原理分析 (9)第一节稳压电源概述 (9)一、电器释义 (9)二、发展历史 (9)三、交流稳压电源 (10)四、直流稳压电源 (10)五、电源用途 (11)第二节数字式直流稳压电源概述 (11)一、数字式直流稳压电路 (11)二、直流稳压电源电路组成 (11)三、数字部分 (22)四、直流稳压电源的技术指标 (22)第三节本章小结 (24)第三章电路设计 (25)第一节设计目的和主要参数 (25)一、设计目的 (25)二、主要参数 (25)第二节设计步骤 (26)一、电路图设计 (26)第三节电路设计 (27)一、控制电路的设计 (27)二、数显电路的设计 (27)三、数模转换和输出电路的设计 (27)四、电路原理整体图 (27)第四节本章小结 (28)第四章仿真与结果分析 (29)第一节各部分电路仿真分析 (29)一、数显电路的仿真实现 (29)二、数字电路的控制部分 (30)三、数模转换电路的仿真实现 (30)四、输出电路的仿真实现 (31)第二节输出电压的稳压仿真分析 (31)第三节本章小节 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附件 (37)一、英文原文 (37)二、英文翻译 (41)前言EDA技术发展迅猛，已在科研、产品设计与制造及教学等各方面都发挥着巨火的作用。
数字电源与模拟电源工作原理
数字电源与模拟电源工作原理一、引言数字电源和模拟电源是电子设备中常见的两种电源类型。
它们在电子设备中起着不同的作用，也有着不同的工作原理。
本文将分别介绍数字电源和模拟电源的工作原理，并对它们的特点和应用进行简要说明。
二、数字电源的工作原理数字电源是一种由数字技术控制的电源，其工作原理主要包括数字控制模块、调整电路和输出电路。
1. 数字控制模块数字电源的核心部分是数字控制模块，它通常由微处理器或FPGA 芯片组成。
数字控制模块负责接收用户输入的控制信号，并根据这些信号来控制电源的工作状态。
用户可以通过数字控制模块设置电源的输出电压、电流等参数，并实现电源的开关、调节和保护功能。
2. 调整电路数字电源的调整电路主要负责根据数字控制模块的指令，对电源的输出电压、电流进行调整。
调整电路通常由参考电压源、比较器和反馈电路组成。
参考电压源提供一个稳定的参考电压，比较器将参考电压与反馈电压进行比较，并根据比较结果调整输出电压。
反馈电路用于采集电源输出端的电压信息，并将其与参考电压进行比较。
3. 输出电路数字电源的输出电路主要由功率放大器和输出滤波器组成。
功率放大器将调整电路输出的电压放大到所需的电压范围，并提供足够的电流供应给负载。
输出滤波器主要用于滤除输出电压中的高频干扰和纹波，以保证电源的输出质量。
数字电源具有调节范围广、精度高、响应快、稳定性好等优点，广泛应用于通信、计算机、工业自动化等领域。
三、模拟电源的工作原理模拟电源是一种基于模拟技术的电源，其工作原理主要包括变压器、整流电路和滤波电路。
1. 变压器模拟电源通常采用变压器将输入电压变换为所需的电压等级。
变压器是一种电磁装置，通过磁场的感应作用来实现电压的变换。
它由一对绕组组成，通过改变绕组的匝数比来实现输入电压和输出电压之间的变换。
2. 整流电路模拟电源的整流电路主要用于将交流输入电压转换为直流输出电压。
整流电路通常由整流器和滤波器组成。
整流器将交流电压转换为脉冲状的直流电压，滤波器则用于将脉冲电压中的纹波滤除，使输出电压更加稳定。
microchip数字电源方案
microchip数字电源方案数字电源方案是一种通过数字控制和管理电源输出的技术，它在现代电子设备中发挥着重要作用。
在数字电源方案中，微芯片（Microchip）公司是一家全球领先的提供数字电源芯片和解决方案的厂商。
本文将介绍Microchip数字电源方案的特点、应用以及未来的发展趋势。
一、Microchip 数字电源方案的特点Microchip的数字电源方案具有以下特点：1. 高度集成：Microchip的数字电源芯片集成了多种功能，如 DC-DC 转换器、PWM 控制器、锁相环、电流传感器等，能够实现高效率的功率转换和精确的电源管理。
这种高度集成的设计大大简化了电源系统的设计和布局，提高了系统的可靠性和性能。
2. 高性能：Microchip的数字电源方案采用先进的控制算法和优化的电源管理策略，能够精确地调节电压和电流输出，并提供高效率的能量转换。
这些特性使得数字电源方案适用于广泛的应用领域，如工业自动化、通信设备、汽车电子等。
3. 灵活可配置：Microchip的数字电源芯片具有灵活的配置和编程能力，能够适应不同的电源系统要求。
用户可以通过软件调整输入输出参数、控制模式和保护功能，以实现最佳的电源管理效果。
这种灵活性和可配置性使得数字电源方案能够满足不同应用的需求，提供定制化的解决方案。
4. 高度可靠：Microchip的数字电源芯片经过严格的质量控制和可靠性测试，具有高度的可靠性和稳定性。
这种可靠性保证了电源系统在长时间运行和恶劣环境下的稳定性能，为设备的可靠运行提供了保障。
二、Microchip 数字电源方案的应用Microchip的数字电源方案广泛应用于各种电子设备和应用领域，包括但不限于以下几个方面：1. 工业自动化：在工业自动化系统中，数字电源方案能够提供高效、稳定的电源供应，满足工业设备对电能质量和可靠性的要求。
例如，在机器人控制系统中，数字电源方案能够实现对电机驱动器的精确控制，提高机器人的运动性能和精度。
数字电源控制技术的基本原理与应用
数字电源控制技术的基本原理与应用随着科技的不断发展，数字电源控制技术在电子设备领域的应用越来越广泛。
本文将介绍数字电源控制技术的基本原理和其在各个领域的应用。
数字电源控制技术是指利用数字信号处理器（DSP）和微处理器等数字电路来控制电源的工作状态和输出电压，以达到精确调节和稳定输出的目的。
相比传统的模拟电源控制技术，数字电源控制技术具有更高的精度、更强的稳定性和更灵活的可调节性。
数字电源控制技术的基本原理是通过对电源控制器进行数字化设计，使用先进的算法和控制策略来实现对电源输出的监测和调节。
这包括对输入电压、输出电流、温度等参数的采集和分析，并根据需要进行相应的调整。
数字电源控制器通常包括一个ADC（模数转换器）用于采集输入信号，一个DSP或微处理器用于运算和控制，以及一个DAC（数模转换器）用于输出控制信号。
数字电源控制技术的应用非常广泛，下面将介绍几个典型的应用领域。
首先是通信领域。
在手机、无线路由器等通信设备中，数字电源控制技术可以实现对电源输出电压的快速调节和精确控制，以保证设备的稳定运行和高效工作。
此外，数字电源控制技术还可以实现对幅值和频率的调节，以适应不同的通信标准和信号要求。
第二是工业自动化。
在工业控制系统中，数字电源控制技术可以实现对各种电动机和传感器的精确控制，以提高生产效率和质量。
通过数字电源控制技术，可以实现对电机转速、力矩等参数的精确控制，并加入了自适应和故障检测等功能，提高了工业自动化系统的可靠性和智能化水平。
第三是新能源领域。
随着太阳能和风能等新能源的广泛应用，数字电源控制技术在新能源发电系统中的作用越来越重要。
通过数字电源控制技术，可以实现对电流和电压的精确控制，以最大程度地提取能源和提高系统效率。
此外，数字电源控制技术还可以实现对能源储存和系统保护等功能，提高新能源发电系统的可持续性和稳定性。
最后是电动汽车。
数字电源控制技术在电动汽车的充电和动力系统中起着关键作用。
数字电源基础与设计
精彩摘录
通信领域：在通信系统中，数字电源可以为基站、路由器等设备提供高效的电源解决方案，提高 通信系统的性能和稳定性。 计算机领域：在计算机领域中，数字电源为CPU、内存等设备提供稳定的供电，保障计算机系统 的正常运行。 随着科技的不断发展，数字电源的未来发展趋势和挑战也在不断变化。未来数字电源将会朝着数 字化、智能化、绿色化等方向发展。具体来说： 数字化：未来的数字电源将会更加数字化，通过数字化控制和监测技术来实现电源的高效管理和 精确控制。 智能化：未来的数字电源将会更加智能化，能够自适应调整输出电压和电流，以满足不同设备的 需要。
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这是《数字电源基础与设计》的读书笔记，暂无该书作者的介绍。
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阅读感受
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在电源设计领域，数字电源一直以来都具有举足轻重的地位。随着技术的飞速发展，数字电源基 础与设计也日新月异，成为了电子工程领域中的热门话题。在最近阅读的《数字电源基础与设计》 一书中，我对于数字电源有了更深入的理解和认识，也感悟到了其设计的精妙之处。在此，我想 分享一下自己的读后感。
数字电源基础与设计
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
思维导图
本书关键字分析思维导图
数字
方法
数字
设计
设备
控制
稳定性
设计
基础
电源 电路
包括
电源
领域
需要
选择
实现பைடு நூலகம்
具有
基础
内容摘要
内容摘要
随着科技的不断发展，数字电源在各种电子设备中的应用越来越广泛。数字电源基础与设计对于 提高电源的性能、效率和稳定性具有重要意义。本书将简要概括数字电源的基础与设计的重要性， 并介绍数字电源的基本概念、设计流程、控制方法以及应用领域。
基于DSP的数字电源控制技术研究
基于DSP的数字电源控制技术研究数字信号处理（DSP）技术已经渗透到了各种电子设备中，为这些设备提供了高度的灵活性和智能化控制。
在电源控制技术领域，DSP也被广泛应用，促进了数字电源控制技术的发展。
本文将介绍基于DSP的数字电源控制技术研究。
一、数字电源控制技术数字电源控制技术是一种数字信号处理技术，它使用数字芯片作为电源控制器，实现对电源系统进行准确的控制。
数字电源控制技术具有很强的控制精度、响应速度和稳定性，可以保证电源系统的安全性、稳定性和高效性。
它与传统的模拟电源控制技术相比，具有更高的灵活性和更好的控制性能。
二、基于DSP的数字电源控制技术基于DSP的数字电源控制技术是数字电源控制技术的一种形式，它利用DSP芯片作为电源控制器进行进行信号处理和控制。
DSP在数字电源控制技术中的应用，主要体现在三个方面：数字控制、数字滤波和数字调制。
数字控制是指将控制信号从模拟信号转换成数字信号，并使用DSP芯片对数字信号进行处理，实现电源控制。
利用DSP芯片可以实现高速、高精度、多通道、多模式的数字控制，具有更好的控制性能。
数字滤波是指利用数字信号处理技术对电源系统中的信号进行滤波，消除噪声和杂波等干扰信号，从而保证电源系统电路中的信号质量。
DSP芯片具有强大的数字滤波功能，可以满足电源系统中不同频段信号的滤波要求。
数字调制是指利用数字信号处理技术实现电源中不同的调制方式，如PWM调制、SPWM调制、SVPWM调制等。
DSP芯片具有灵活的数字调制功能，可以实现多种数字调制方式，并选择合适的调制方式对电源系统进行控制。
三、数字电源控制技术在电源系统中的应用数字电源控制技术在电源系统中的应用非常广泛，可以应用于各种类型和规模的电源系统，如低压、中压和高压电源系统、直流和交流电源系统等。
1. 电力电子设备数字电源控制技术可以应用于电力电子设备中，如变流器、逆变器、交流电机驱动器、直流电机驱动器、风力发电机、太阳能发电等，对电力电子设备的输出特性进行数字控制，提高了电力电子设备的效率、稳定性和性能。
用数字电源技术实现智能化电源管理
混合信 号技术的基础 ， 通过数字控制 ，
各部 分 的 电源 ，根据 系统 需要控 制相 接到任务时必须马上进入 到工作状态 。 让模拟 技术智 能化 ，这 是 Ｅ Ｘ Ａ Ｒ的定
应 的输 出 电压 的导 通和关 断 ； 三 就是 不 同的工作状 态所 需要 的 电压 和 电流 位 ，强 大 的 数 字 控 制 的 ｌ Ｐ是 Ｅ Ｘ ＡＲ 智能 化 ，各部分 之 间还可 相互 沟通交 是不 同 的 ，Ｅ Ｘ ＡＲ的可 编程 电源方 案 的核心竞争力 。 流 ，动 态 的控制 加上 无缝 的沟通 成就 根据不 同的 工作状 态设 置成几 个不 同
ｉ ｎ ｅ ａ ｒ 还 字 电源管 理芯 片设置 不 同的 电源工作 采用 的是 Ｅ Ｘ ＡＲ的可 编程 电源解 决方 推广 到移动应 用市场 ，这 是 Ｌ ”数字 电源技术需要强大的 状态 ，可 大大 节省 电源消 耗 ； 二 是它 案。办公 室 的打 印机 一般 需要 一直 开 不具备的 。 可 以通过 ＧＰ Ｉ ／ Ｉ ｌ Ｃ ， Ｓ ＭＢ ｕ Ｓ控制系统 中 启 ， 在没有打 印任 务时处 于待 机状 态 ，
业 界的知 名公 司如 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｌ 、 Ｘ ｉ ｃ ｏ ｒ 、
手段 。
Ｅ Ｘ Ａ Ｒ的数 字 电源产 品 具有 低功 耗 、
心 是用状 态机进 行控 制 ，驱动 内置 ，
数 字 电源技 术经 过多年 的发展 ，
低 电流 的特性 ，这 与 Ａ ＲＭ处 理 器 核 因此 功耗 低 ，外 围器件 少 ，电路 尺寸
Ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ 公司是我们真正的竞争对 已经 为人 们所 熟悉 ，正在 成为 电源管 的特点 十分 吻合 。 目前 Ｅ Ｘ ＡＲ电源产 小 。“
我 们所 熟知 的 Ｔ Ｉ 、ＡＤ Ｉ 、Ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ 还 不能透露 。
数字控制全桥型DC-DC模块电源的设计
数字控制全桥型DC-DC模块电源的设计数字控制全桥型DC-DC模块电源的设计摘要：DC-DC变换器是电子系统中常用的电源转换设备，其性能的稳定性和效率对系统的可靠性和节能性起着重要作用。
本文围绕数字控制全桥型DC-DC模块电源的设计展开了研究。
首先，对DC-DC变换器的结构和工作原理进行了简要介绍。
然后，详细描述了数字控制技术在全桥型DC-DC模块电源设计中的应用。
最后，通过实验验证了本设计方案的性能和有效性。
一、引言随着电子系统的高速发展，对于电源转换设备的性能和效率要求越来越高。
DC-DC变换器作为电源转换的重要组成部分，在电子系统中起到了关键的作用。
传统的模拟控制方式在一定程度上已经无法满足对DC-DC变换器精确控制的要求。
因此，数字控制技术在DC-DC变换器的设计中得到了广泛的应用。
二、数字控制技术数字控制技术是通过数字信号对电源进行控制和调节的一种技术。
它可以使用微处理器或者数字信号处理器来实现对电源的高精度控制。
数字控制技术具有精度高、稳定性好、可编程性强等优点，因此在DC-DC变换器的设计中被广泛采用。
三、全桥型DC-DC模块电源的设计全桥型DC-DC模块电源是一种高效率的DC-DC变换器拓扑结构，具有输出电压可调、输出电流大等优点。
数字控制技术可以精确控制全桥型DC-DC模块电源的输出电压和输出电流，提高了系统的稳定性和可靠性。
1. 电源参数设计在全桥型DC-DC模块电源的设计中，首先需要确定电源的输入电压和输出电压。
通过计算和分析得到合适的输入电压和输出电压，保证电源的工作正常和效率高。
2. 拓扑结构设计全桥型DC-DC模块电源的拓扑结构是由四个功率开关和四个二极管组成的。
使用数字控制技术可以对功率开关的开关时间进行精确调节，实现对电源输出电压的精确控制。
3. 控制策略设计在全桥型DC-DC模块电源的设计中，需要选择合适的控制策略。
传统的PID控制策略已经无法满足要求，因此可以利用数字控制技术设计更高级的控制策略，如模糊控制或者神经网络控制。
数字电路ECL技术
数字电路ECL技术数字电路ECL技术（Emitter-Coupled Logic）是一种高速、低功耗的数字电路设计技术，广泛应用于高性能计算、通信和测量设备中。
本文将介绍ECL技术的原理、特点以及其在实际应用中的优势。
ECL技术是一种差分逻辑技术，它基于晶体管的共射结构。
与传统的CMOS（互补金属氧化物半导体）技术相比，ECL技术在速度和功耗方面具有显著的优势。
在ECL电路中，输入电压变化会引起电流的变化，而不是电压的变化，这使得ECL电路可以实现非常低的传输延迟。
另外，ECL技术还具有抗噪能力强、抗辐射能力强等特点，适用于高可靠性和高稳定性要求的应用场景。
ECL电路的核心是差分放大器，它由两个共射晶体管和一个稳压电源构成。
当输入信号变化时，差分放大器会通过电流变化来放大信号。
差分放大器的输出与输入信号之间存在一定的差异电压，这称为差模电压。
通过引入偏置电源和负反馈电路，可以使得差模电压保持在一个恒定的值，从而实现稳定的操作。
ECL技术的特点之一是工作电源电压较高，通常为负电源，可达到-5V或更低。
这种高电压工作使得ECL电路具有更大的噪声裕度，提高了抗噪能力。
同时，高电压还使得ECL电路的输出电平较高，有利于提高电路的驱动能力和抗干扰能力。
另一个重要特点是高速运算。
由于ECL电路采用电流模式传输数据，在信号在电流传输时可以达到较高的速度。
此外，由于ECL技术的共射结构，晶体管的输出响应时间极短，可以实现纳秒级的响应速度，因此ECL电路非常适用于高速计算和通信领域。
除了高速和低功耗外，ECL技术还具有较强的抗辐射能力，这使得它在航天、核能和军事应用中具有重要地位。
对于这些特殊环境，电路对辐射的抗干扰能力至关重要，而ECL技术由于其特殊的差分放大器结构，可以有效地抑制辐射干扰。
尽管ECL技术在一些方面表现出优势，但也存在一些限制。
首先，由于工作电压较高，ECL电路的功耗相对较大，不适用于低功耗应用。
数字电源方案
数字电源方案第1篇数字电源方案一、背景随着信息技术的飞速发展，数字电源的应用日益广泛。
为确保数字电源的稳定、高效、安全运行，制定一套合法合规的数字电源方案至关重要。
本方案旨在规范数字电源的设计、施工、验收和维护过程，确保项目质量，满足用户需求。
二、目标1. 符合国家相关法律法规和行业标准；2. 确保数字电源系统的稳定性、可靠性和安全性；3. 提高数字电源系统的能效，降低运行成本；4. 方便用户使用和维护，提高用户体验。
三、方案内容1. 数字电源系统设计（1）设计原则1. 符合国家电力行业相关标准；2. 满足用户需求，充分考虑负载特性；3. 系统具备良好的扩展性和可维护性；4. 选用高效、节能、环保的设备和材料；5. 确保系统安全，防止电气火灾等事故。
（2）设计内容1. 电源系统架构设计：根据用户需求，选择合适的电源架构，如集中式、分布式等；2. 设备选型：根据负载特性，选择合适的电源设备，如不间断电源（UPS）、稳压电源、变频器等；3. 电缆和敷设方式：根据负载电流和电缆长度，选择合适的电缆类型和敷设方式；4. 保护措施：配置合适的过载保护、短路保护、漏电保护等装置；5. 监控系统：配置电源监控系统，实时监测电源系统运行状态，发现异常及时报警。
2. 数字电源系统施工（1）施工准备1. 审查施工图纸，了解电源系统施工要求；2. 准备施工材料、设备和工具；3. 培训施工人员，确保其具备相应的技能和资质；4. 办理施工许可等相关手续。
（2）施工过程1. 按照设计图纸进行设备安装、电缆敷设、接线等操作；2. 严格遵守施工工艺和操作规程，确保施工质量；3. 施工过程中，做好现场管理和安全防护措施；4. 施工结束后，进行系统调试和验收。
3. 数字电源系统验收（1）验收标准1. 符合国家电力行业相关标准；2. 系统运行稳定，无异常现象；3. 设备安装牢固，接线正确；4. 保护装置动作正常，符合设计要求；5. 监控系统功能齐全，运行正常。
数字电源原理
数字电源原理数字电源是一种基于数字信号控制的电源，它通过数字信号控制开关管的通断来实现对输出电压和电流的调节。
相比于传统的模拟电源，数字电源具有更高的精度、更稳定的性能和更广泛的应用范围。
数字电源由三个部分组成：输入端、控制器和输出端。
输入端接受交流电源或直流电源，并将其转换为直流稳定的中间电压。
控制器负责对中间电压进行采样、比较和计算，并通过PWM（脉宽调制）技术生成一个与输出所需电压相匹配的数字信号。
输出端则根据这个数字信号来控制开关管的通断，从而实现对输出电压和电流的调节。
具体来说，数字电源工作原理如下：1. 输入端输入端主要由变压器、整流桥和滤波器组成。
变压器将交流输入转换为适当大小的交流中间频率（如50kHz），整流桥将交流中间频率转换为直流中间电压（如400V），滤波器则对直流中间电压进行滤波处理，使其足够平稳。
2. 控制器控制器主要由采样电路、比较器、计算器和PWM模块组成。
采样电路对输出端的电压和电流进行采样，比较器将采样值与目标值进行比较，计算器根据比较结果计算出PWM信号的占空比，PWM模块则根据占空比生成相应的数字信号。
3. 输出端输出端主要由开关管、滤波电容和负载组成。
开关管根据控制器生成的数字信号进行通断控制，滤波电容对输出电压进行平滑处理，负载则是数字电源的实际使用对象。
总体来说，数字电源的工作原理就是通过输入端将交流或直流输入转换为直流稳定的中间电压，通过控制器对中间电压进行采样、比较和计算，并通过PWM技术生成一个与输出所需电压相匹配的数字信号，最后通过输出端根据这个数字信号来控制开关管的通断，从而实现对输出电压和电流的调节。
数字电源具有精度高、稳定性好、响应速度快等优点，在工业自动化、通讯设备、医疗设备等领域得到广泛应用。
数字电源设计
智能化数字电源系统的优化设计本文关键字: 数字电源摘要：本文介绍了数字电源系统的主要特点及发展现状，简要分析了组成系统的各类芯片的性能特点及工作原理，重点阐述数字电源系统的电路设计。
为实现数字电源系统的优化设计提供了具体方案。
0 引言目前，开关电源正朝着智能化、数字化的方向发展。
最近刚问世的智能数字电源系统以其优良的特性和完备的监控功能，正引起人们的关注。
数字电源提供了智能化的适应性与灵活性，具备直接监控、处理并适应系统条件的能力，能满足任何复杂的电源要求。
此外，数字电源还可通过远程诊断来确保系统长期工作的可靠性，包括故障管理、过电流保护以及避免停机等。
1 数字电源系统的主要特点及发展现状l.1 数字电源系统的主要特点数字电源系统具有以下特点。
1)它是以数字信号处理器(DSP)或微控制器(MCU)为核心，将数字电源驱动器及PWM 控制器作为控制对象而构成的智能化开关电源系统。
传统的由微控制器(μP或μC)控制的开关电源，一般只是控制电源的启动和关断，并非真正意义的数字电源。
2)采用“整合数字电源”(Fusion Digital Power)技术，实现了开关电源中模拟组件与数字组件的优化组合。
例如，功率级所用的模拟组件——MOSFET驱动器，可以很方便地与数字电源控制器相连并实现各种保护及偏置电源管理，而PWM控制器也属于数控模拟芯片。
3)高集成度，实现了电源系统单片集成化(Power system on chip)，将大量的分立式元器件整合到一个芯片或一组芯片中。
4)能充分发挥数字信号处理器及微控制器的优势，使所设计的数字电源达到高技术指标。
例如，其脉宽调制(PWM)分辨力可达150ps(10-12s) 的水平，这是传统开关电源所望尘莫及的。
数字电源还能实现多相位控制、非线性控制、负载均流以及故障预测等功能，为研制绿色节能型开关电源提供了便利条件。
5)便于构成分布式数字电源系统。
1.2 数字电源系统的发展现状随着现代科技事业的发展及开关电源市场的需求，在21世纪初国际上开始研制数字电源系统。
基于FPGA的数字电源系统设计与实现
基于FPGA的数字电源系统设计与实现1. 引言数字电源系统是一种利用数字信号处理技术实现电源控制和管理的新型电源系统。
随着现代电子设备的发展和应用需求的不断增加，传统的模拟电源系统已经无法满足高性能、高效能、高可靠性等多种需求。
因此，基于FPGA的数字电源系统应运而生。
本文旨在深入研究基于FPGA的数字电源系统的设计与实现，探讨其在实际应用中的优势和挑战。
2. FPGA技术在数字电源系统中的应用2.1 FPGA概述FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，具有可重构性和灵活性等优势。
其内部由大量可编程逻辑单元（CLB）以及各种资源模块组成，可以根据设计需求进行自定义配置。
2.2 FPGA在数字电源系统中的优势由于FPGA具有高度灵活性和可重构性，因此在数字电源系统中具有以下优势：（1）快速响应：FPGA可以快速处理各种输入信号并输出相应控制信号，实现快速响应；（2）高度集成：FPGA内部资源丰富，在一个芯片上可以集成多个功能模块，实现多种功能；（3）可编程性：FPGA可以根据不同的应用需求进行编程，实现不同的电源控制算法；（4）可靠性：FPGA内部具有冗余资源，可以提高系统的可靠性和容错性。
3. 基于FPGA的数字电源系统设计与实现3.1 系统框架设计基于FPGA的数字电源系统主要包括输入模块、控制模块、输出模块和通信模块等部分。
其中，输入模块用于接收输入信号，控制模块进行信号处理和算法运算，输出模块用于输出控制信号，通信模块实现与其他设备的数据交互。
3.2 输入模块设计输入模块主要包括数据采集和信号处理两个部分。
数据采集通过ADC （Analog-to-Digital Converter）将输入电压、电流等连续信号转换为数字量进行处理。
而信号处理则通过滤波、滤波器设计等方法对采集到的数据进行预处理。
3.3 控制算法设计基于FPGA的数字电源系统可以通过编程实现多种控制算法。
利用数字电源技术实现省电
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包括 ：开关损耗 、磁芯 损耗 、铜损耗 、 栅极驱动损耗和流经电容Ｅ Ｒ的纹波 电 Ｓ 流。开关频率会对这些损耗 产生 直接影 响。本节说明如何优化开关频率 以降低 功率损耗 ，同时 保持 整体性 能不变。 以全桥拓扑结构为例 ，输 出电感 的
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于 电费较高 、特 别是需 要利用空调来散 热的应用 ，还能借此降低成本 。 本文 介绍在 开关模式电源 中利用数 字 电源技术实现省 电的方法 。
如果我们通过一 个算 法来使开关频
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输 入 线 路 电 压 范 围 内的 开 关 频 率 控 制 开 关 模 式 电 源 的 主 要 功 率 损 耗 源
轻松 实现这种算 法。
开关电源数字化控制技术研究
开关电源数字化控制技术研究摘要：随着我国经济的飞速发展和社会的发展，在科学技术发展的同时，各种自动化技术也得到了迅速的发展。
因此，数字控制电路被广泛地用于高频开关电源的设计。
本文从理论上探讨了基于 BUCK变换器的软切换技术，建立了基于BUCK变换器的高稳定性的移相全桥变换器的小信号模型。
关键词：数字化；控制电路；高频开关电源引言在电力系统中，开关电源是电力系统中重要的辅助电源。
当前，这种电源是以高频开关电源模块并联方式工作的，但是由于开关电源的开关频率高，电流大，开关损耗大， EMI干扰大，因此软切换技术应运而生，并随着控制技术的发展，以及微机的快速发展，直流系统开关电源的发展趋势是将软切换技术与数字智能控制技术有机地结合起来。
1.开关电源的了解内容1.1开关电源的概念开关电源是一种高频功率转换器，也称开关电源。
切换电源的作用就是把一种电压转化为不同的体系结构，转化为使用者所需的电压和电流，在日常的使用中起到了很大的作用，它可以改变不合适的电压和电流，还可以在一定程度上节省电能，保证居民的生活和使用。
开功率技术是目前最流行的一种技术，它的发展速度非常快，但也正因为如此，它才能在技术上更上一层楼。
开关电源是指开关电源，同时具备开关、高频、直流三种功能的电源。
目前有多种控制方式，数字控制技术是目前比较成熟的一种。
数字控制技术主要采用软切换技术和软切换技术。
由于电力电子技术的迅速发展，使其与人类的生产、生活紧密地联系在一起。
它具有对电力系统的内部状况进行实时监测、内外通讯，并将其内部的状况反馈到整个电力系统，从而达到对电力系统的全方位监测与控制。
开关电源的优点是功率转换效率高，电压稳定范围宽，重量轻。
开关电源的发展，改变了过去体积大、携带不便的弊端，而传统的开关电源技术存在着许多弊端，如功率转换技术不方便、切换损失大，但随着技术的发展，这种弊端也逐渐被解决。
1.2开关电源的发展和应用目前，开关控制技术在许多领域都比较成熟，其发展前景十分广阔，其发展趋势是：高频、高可靠性、高性能、低功耗、低噪声、等方向发展。
数字电源控制模块的设计
数字电源控制模块的设计
龙锋利;程健
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】2009(043)011
【摘要】为加速器高精度磁铁稳流电源设计了数字电源控制模块DPSCM,以硬开关拓扑结构的磁铁电源作为被控对象,实现电源的全数字化控制.DPSCM以现场可编程门阵列FPGA为控制部件,实现对高精度ADC和DAC的控制,由数字调节器产生高精度数字脉宽调制信号,并实现电源的逻辑控制和联锁保护功能.通过模拟负载测试了DPSCM的基本功能,并在数字电源样机上测试了DPSCM长期运行的可靠性及稳定性,样机电源连续运行72 h,电流稳定度优于5×10~(-5).
【总页数】6页(P1043-1048)
【作者】龙锋利;程健
【作者单位】中国科学院,高能物理研究所,北京,100049;中国科学院,高能物理研究所,北京,100049
【正文语种】中文
【中图分类】TL503.5
【相关文献】
1.数字电源控制模块中AD/DA板设计 [J], 鲁璟;颜永红;吕继方;李秋菊;龙锋利
2.TI推动数字电源创新——新的隔离电源数字控制器及MOSFET驱动器助力数字电源设计 [J], 胥京宇
3.HIRFL—CSR数字电源控制模块的设计 [J], 范进;敬岚;乔卫民;马陆
4.基于设计模式的测控系统采集控制模块软件设计 [J], 袁思;李辉
5.Intersil推出用于数字电源设计的下一代PowerNavigator^(TM)图形用户界面,帮助简化系统设计 [J],
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数字电源设计与技术实现
一、什么是数字电源,跟模拟电源最本质的区别?
所谓数字化电源的本质在于电源对输出电流/电压的PWM调节是由数字芯片按照一定的数字控制方式和算法产生,这是数字电源的最本质特征. 那些扩充了8位、16位单片机来提供数字输入输出操作界面、远程通讯接口但是电源的PWM调节还是依赖模拟电源调制芯片的电源,只能说它们长了个数字电源的脸,但是没有数字电源的“芯”。
二、数字电源实现的技术瓶颈问题有哪些?
目前数字电源依然存在高速/高精度的ADC技术问题(数字电源反馈输入);高速/高精度的电源PID调节或者其他算法的PWM调节;高速/高精度的PWM 输出问题(数字电源DAC输出)。
很多的32位DSP/ARM片内的高速10位、12位ADC,作为高速ADC采集可用于高频开关电源,但是其信号输入范围一般是0~3.0/3.3V,工业现场通常的模拟输入范围正负10V却没有任何一款DSP或者ARM片内ADC 能解决,只能在外端加入信号调理电路.ADI等少数几家著名的模拟器件厂商的产品目录中虽然有完全符合高速、高精度(16bit~18bit)、输入信号范围正负5V到正负10V的ADC产品,但是在中国大陆却极少见到成功的产品应用纪录,这其中的问题恐怕只有正在调试这些器件的工程师们心里面清楚。
高精度的电源PID调节或者其他算法的PWM调节在目前流行的32位DSP或者ARM处理器看来并不是个问题,但是如果要加上高速两个字,很多电子工程师恐怕就要皱眉头了。
以TI运动控制领域的当家花旦TMS320F2812为例,如果电源设备的开关频率达到300KHz,在150MHz的系统频率下,留给软件工程师的任务是在500个DSP指令周期内完成ADC输入数据处理、电源PID函数调节等实时性要求最为苛刻的任务。
电子元件技术网CEO刘杰认为：如果要想避开电力电子器件在周期开通/关断时造成的谐波,ADC在器件开通的中间时刻采样,那么计数器采用UP-DOWN方式计数在计数周期值处同步触发ADC采样,这个时候软件工程师的可利用DSP指令周期就只剩下可怜的250个了,电源PWM调节任务相当艰巨!
如果说ADC问题可以外扩高速、高精度器件解决,电源PWM调节可以选用更高速度的DSP/ARM/FPGA来完成,那么最后一个高速/高精度的PWM输出问题,也就是高速数字PWM的分辨率问题,就只能靠提供DSP/ARM/FPGA的国际大厂商解决了。
其实数字PWM的分辨率在开关电源的中低频范围内不成问题(这也是TI的C28X DSP能在电机驱动、变频器等领域大行其道的一个重要原因);但是到了高频开关电源,或者高精度电源领域,这个问题马上就变得很突出了。
为什么高频、高精度数字开关电源国内依然是一片空白,大家用数字PWM分辨率的计算公式算一算会很清楚。
三、数字化到底有什么好处?为什么要搞数字化?有什么地方是模拟方法做不到的吗?
很多人说,我对电源的要求很低,不需要它有那么高的指标和特性——这种要求不高的应用目前还是数字电源的禁区。
那么数字电源总不能为数字化而数字化,它存在的需求市场就是模拟电源难以实现的一些区域,比方说采用SVPWM算法的大功率高压变频器。
空间矢量算法自从提出到现在已经有十几年了, 它相对于SPWM算法(可以用模拟方案实现,国内很多公司也有用DSP实现)的优势国内的文献和技术报告也很多,这就是数字技术存在的地方。
而国内在这方面成熟的产品基本没有,市场一直被西门子、ABB这样的国外大公司垄断着。
要说到数字电源相对模拟电源的优势在哪?我觉得在于数字器件本身的灵活性。
数字器件控制的电源内部参数可以在线调整,这就意味着电源的动态特性是可变的, 能顺应负载在相当大的范围内变化同时还能保证一定的性能。
数字电源的通讯优势使电源设备具有多样化的远程控制方式,这会给设备的运行、监察带来很多好处。
还有一点个人认为应该是数字电源对模拟电源最致命的威胁:数字技术的发展太快,快的有点让人喘不过气。
几年前单片机是单片机,DSP是DSP,界线好像挺清楚,现在32位的ARM也好,DSP也好, 都是改进型的哈佛结构,构架的差别越来越模糊,性能越来越强,价格却越来越低。
几年后,当低于1$却集成了高速、高精度ADC、DAC、PWM输出的高性能数字器件放在你面前,你还会守在模拟方案里么?
四、价格问题
就那上海电子展上的产品来说，成本控制,电源设备的性价比永远是设计者必须遵守的原则。
数字电源现早在十几年前就出现了,只是因为高高在上的价格让它一直局限在一些特殊的高端应用里。
感谢这些年来电子技术的快速进步,让数字控制芯片性能不断飞跃,但价格不停的下跌,数字电源开始慢慢渗透占领传统模拟电源的应用领域,而且发展越来越快。
有朋友说,数字芯片的价格超过40我不会考虑,还有的朋友价格阈值要求更高,超过20都不考虑。
但是提醒一下数字器件的降价方式算是有两种,一种是传统的方式,就是一个型号的器件价格慢慢下降,另一个是生产公司推出新型廉价的替代产品。
这第二种变相降价方式我认为是数字器件特有,动作特别大,新产品价格出来跟同一内核的老产品价格比起来甚至能缩水到几分之一。
建议作为一个设计者,对数字器件要保持相当程度的技术关注。
什么时候开始评估一个器件的性能,什么时候考虑把某个方案作为技术储备,什么时候把方案作为正式的产品生产方案都要考虑到......依赖于高技术产品公司的研发部门负责人,是必须要有这样的技术眼光的。