一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器制造技术

一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器，属于电力电子拓扑技术领域，为了解决现有技术中电源转换率低、纹波大、变换器运行不稳定的问题。主要涉及一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器，该变换器包括原边单元、副边单元和控制单元；控制单元包括控制主芯片和与控制主芯片相连接的外围电路；外围电路包括最小系统电路、串口电路、USB接口电路、过压保护电路和过流保护电路。本实用新型专利技术电源转换率高、纹波小、变换器运行稳定。而且本实用新型专利技术成本低，装置简单，对电力电子拓扑的研究以及提高三端口变换器的性能具有重要作用。

An active boost three port converter based on DSP control

An active boost three port converter based on DSP control is a field of power electronics topology technology, in order to solve the problem of low power conversion rate, large ripple and unstable operation of converters in the existing technology. Mainly relates to an active boost DSP converter based on three port control, the converter includes a primary side and secondary side unit and control unit; the control unit comprises a main control chip and the external circuit is connected with the main control chip; the peripheral circuit includes the minimum system circuit, serial port circuit, USB interface circuit, overvoltage protection circuit and overcurrent protection circuit. The power supply of the utility model has high conversion rate, small ripple and stable operation of the converter. The utility model has the advantages of low cost and simple device, which plays an important role in the study of power electronic topology and the improvement of the performance of the three port converter.

【技术实现步骤摘要】
一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器
一种三端口变换器，属于电力电子拓扑
，主要涉及一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器。
技术介绍
近年来，随着科技的发展和社会的进步，越来越多的电力电子拓扑结构得到了人们广泛使用。而随着技术的不断改进升级，传统二端口拓扑网络不仅消耗了很多传统能源，而且出现了许多不好解决的弊端，例如功率变换的级数多、系统能效低、功率密度小、成本高。因此，传统二端口拓扑网络已经跟不上如今快速发展的时代潮流，三端口网络成为了时下研究的热点。然而，目前市场上同类产品电源转换率低、纹波大、变换器运行不稳定、成本高，不能满足市场的需求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术公开了一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器，不仅结构简单、电源转换率高、纹波小、变换器运行稳定，而且生产成本低，减少了功率变换的级数、提高了系统能效、增大了功率密度，易于实现。本技术的目的是这样实现的：一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器，包括原边单元、副边单元和控制单元，所述原边单元和副边单元依次建立连接关系，控制单元输出端分别与原边单元和副边单元建立连接关系。所述原边单元包括输入源、第一去耦电容、蓄电池电源、第二去耦电容、第一滤波电感、第二滤波电感、超前桥臂、滞后桥臂和原边绕组，所述超前桥臂包括第一功率开关管和第二功率开关管，所述滞后桥臂包括第三功率开关管和第四功率开关管；所述输入源的正极端分别与第一功率开关管的栅极和第三功率开关管的栅极建立连接关系，输入源的负极端分别与第二功率开关管的源极和第四功率开关管的源极相连接，第一功率开关管的源极与第二功率开关管的栅极建立连接关系，第三功率开关管的源极与第四功率开关管的栅极建立连接关系，第一去耦电容的两端分别与输入源的正负端建立连接关系；蓄电池电源的正极端分别与第二去耦电容的一端以及第一滤波电感的一端建立连接关系，蓄电池电源的负极端分别与输入源的负极端以及第二去耦电容的另一端建立连接关系，第一滤波电感的另一端与第一功率开关管的源极建立连接关系，第二滤波电感两端分别与蓄电池电源的正极端以及第三功率开关管的源极建立连接关系；所述原边绕组的同名端与第二功率开关管的栅极建立连接关系，原边绕组的异名端与第四功率开关管的栅极建立连接关系；所述原边单元超前桥臂中第一功率开关管与滞后桥臂中第三功率开关管相位差为180度；所述原边单元中第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管的占空比均为0.5；所述第一滤波电感与第二滤波电感的电感值比为1:2。所述副边单元包括副边绕组、漏感、第一倍流开关管、第二倍流开关管、第一倍流二极管、第二倍流二极管、第一滤波电容和第二滤波电容；所述副边绕组的同名端与漏感的一端建立连接关系，漏感的另一端与第一倍流开关管的栅极端建立连接关系，副边绕组的异名端与第二倍流开关管的源极端建立连接关系，第一倍流开关管的源极与第二倍流开关管的栅极建立连接关系；第一倍流二极管的阳极与第二倍流二极管的阴极建立连接关系，串联连接的第一滤波电容和第二滤波电容分别与第一倍流二极管的阴极和第二倍流二极管的阳极建立连接关系，第一倍流开关管栅极与第一倍流二极管的阳极建立连接关系，第二倍流开关管的源极与串联连接的第一滤波电容和第二滤波电容的中点建立连接关系；所述原边绕组与副边绕组N2的匝比为4:7；所述第一滤波电容与第二滤波电容的容值比为2:5。所述控制单元包括控制主芯片和与控制主芯片相连接的外围电路；所述外围电路包括最小系统电路、串口电路、USB接口电路、过压保护电路和过流保护电路；所述最小系统电路包括电源电路、复位电路和时钟电路；所述控制主芯片为DSP芯片，型号为TMS320F2812，死区时间为3.6us。本技术与现有技术相比，具有如下有益效果：根据本技术所公开的一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器，不仅电源转换率高、纹波小、变换器运行稳定，而且减少了功率变换的级数、提高了系统能效、增大了功率密度，并运用了DSP数字芯片进行精确控制，提高了控制的精确性。本技术成本低，装置简单，对电力电子拓扑的研究具有重要作用，易于实现。附图说明图1是根据本技术的实施例的一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器的总体结构框图；图2是根据本技术的实施例的一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器的原边单元电路图；图3是根据本技术的实施例的一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器的副边单元电路图。图中，1为控制单元，2为超前桥臂，3为滞后桥臂。具体实施方式下面结合附图对本技术具体实施方式作进一步详细描述。一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器，包括原边单元、副边单元和控制单元，所述原边单元和副边单元依次建立连接关系，控制单元输出端分别与原边单元和副边单元建立连接关系。所述原边单元包括输入源V1、第一去耦电容C1、蓄电池电源V2、第二去耦电容C2、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、超前桥臂、滞后桥臂和原边绕组N1，所述超前桥臂包括第一功率开关管S1和第二功率开关管S2，所述滞后桥臂包括第三功率开关管S3和第四功率开关管S4；所述输入源V1的正极端分别与第一功率开关管S1的栅极和第三功率开关管S3的栅极建立连接关系，输入源V1的负极端分别与第二功率开关管S2的源极和第四功率开关管S4的源极相连接，第一功率开关管S1的源极与第二功率开关管S2的栅极建立连接关系，第三功率开关管S3的源极与第四功率开关管S4的栅极建立连接关系，第一去耦电容C1的两端分别与输入源V1的正负端建立连接关系；蓄电池电源V2的正极端分别与第二去耦电容C2的一端以及第一滤波电感L1的一端建立连接关系，蓄电池电源V2的负极端分别与输入源V1的负极端以及第二去耦电容C2的另一端建立连接关系，第一滤波电感L1的另一端与第一功率开关管S1的源极建立连接关系，第二滤波电感L2两端分别与蓄电池电源V2的正极端以及第三功率开关管S3的源极建立连接关系；所述原边绕组N1的同名端与第二功率开关管S2的栅极建立连接关系，原边绕组N1的异名端与第四功率开关管S4的栅极建立连接关系；所述原边单元超前桥臂中第一功率开关管S1与滞后桥臂中第三功率开关管S3相位差为180度；所述原边单元中第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4的占空比均为0.5；所述第一滤波电感L1与第二滤波电感L2的电感值比为1:2。所述副边单元包括副边绕组N2、漏感L3、第一倍流开关管S5、第二倍流开关管S6、第一倍流二极管D1、第二倍流二极管D2、第一滤波电容C3和第二滤波电容C4；所述副边绕组N2的同名端与漏感L3的一端建立连接关系，漏感L3的另一端与第一倍流开关管S5的栅极端建立连接关系，副边绕组N2的异名端与第二倍流开关管S6的源极端建立连接关系，第一倍流开关管S5的源极与第二倍流开关管S6的栅极建立连接关系；第一倍流二极管D1的阳极与第二倍流二极管D2的阴极建立连接关系，串联连接的第一滤波电容C3和第二滤波电容C4分别与第一倍流二极管D1的阴极和第二倍流二极管D2的阳极建立连接关系，第一倍流开关管S5栅极与第一倍流二极管D1的阳极建立连接关系，第二倍流开关管S6的源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器，其特征在于：包括原边单元、副边单元和控制单元，所述原边单元和副边单元依次建立连接关系，控制单元输出端分别与原边单元和副边单元建立连接关系；所述原边单元包括输入源V1、第一去耦电容C1、蓄电池电源V2、第二去耦电容C2、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、超前桥臂、滞后桥臂和原边绕组N1，所述超前桥臂包括第一功率开关管S1和第二功率开关管S2，所述滞后桥臂包括第三功率开关管S3和第四功率开关管S4；所述输入源V1的正极端分别与第一功率开关管S1的栅极和第三功率开关管S3的栅极建立连接关系，输入源V1的负极端分别与第二功率开关管S2的源极和第四功率开关管S4的源极相连接，第一功率开关管S1的源极与第二功率开关管S2的栅极建立连接关系，第三功率开关管S3的源极与第四功率开关管S4的栅极建立连接关系，第一去耦电容C1的两端分别与输入源V1的正负端建立连接关系；蓄电池电源V2的正极端分别与第二去耦电容C2的一端以及第一滤波电感L1的一端建立连接关系，蓄电池电源V2的负极端分别与输入源V1的负极端以及第二去耦电容C2的另一端建立连接关系，第一滤波电感L1的另一端与第一功率开关管S1的源极建立连接关系，第二滤波电感L2两端分别与蓄电池电源V2的正极端以及第三功率开关管S3的源极建立连接关系；所述原边绕组N1的同名端与第二功率开关管S2的栅极建立连接关系，原边绕组N1的异名端与第四功率开关管S4的栅极建立连接关系。...

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器，其特征在于：包括原边单元、副边单元和控制单元，所述原边单元和副边单元依次建立连接关系，控制单元输出端分别与原边单元和副边单元建立连接关系；所述原边单元包括输入源V1、第一去耦电容C1、蓄电池电源V2、第二去耦电容C2、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、超前桥臂、滞后桥臂和原边绕组N1，所述超前桥臂包括第一功率开关管S1和第二功率开关管S2，所述滞后桥臂包括第三功率开关管S3和第四功率开关管S4；所述输入源V1的正极端分别与第一功率开关管S1的栅极和第三功率开关管S3的栅极建立连接关系，输入源V1的负极端分别与第二功率开关管S2的源极和第四功率开关管S4的源极相连接，第一功率开关管S1的源极与第二功率开关管S2的栅极建立连接关系，第三功率开关管S3的源极与第四功率开关管S4的栅极建立连接关系，第一去耦电容C1的两端分别与输入源V1的正负端建立连接关系；蓄电池电源V2的正极端分别与第二去耦电容C2的一端以及第一滤波电感L1的一端建立连接关系，蓄电池电源V2的负极端分别与输入源V1的负极端以及第二去耦电容C2的另一端建立连接关系，第一滤波电感L1的另一端与第一功率开关管S1的源极建立连接关系，第二滤波电感L2两端分别与蓄电池电源V2的正极端以及第三功率开关管S3的源极建立连接关系；所述原边绕组N1的同名端与第二功率开关管S2的栅极建立连接关系，原边绕组N1的异名端与第四功率开关管S4的栅极建立连接关系。2.根据权利要求1所述的一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器，其特征在于：所述原边单元超前桥臂中第一功率开关管S1与滞后桥臂中第三功率开关管S3相位差为180度。3.根据权利要求1所述的一种基于DSP控制的有源升压三端口变换器，其特征在于：所述原边单元中第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4的占空比均为0.5。4.根据权利要求1所述的一种基于DSP控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄策，孔东明，李明月，郭兴华，
申请(专利权)人：长春汽车工业高等专科学校，
类型：新型
国别省市：吉林,22