基于DSP的软开关交流稳压电源的研究
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《电子技术应用》２００７ 年第 ４期本 刊 邮 箱：ｅｔａ ＠ｎｃｓｅ ． ｃｏｍ ． ｃｎ
Ｌ１ Ｌ２ Ｃ２ Ｌ３
Ｃ１ Ｓ１
Ｓ７ Ｓ８
Ｓ２
Ｃ
ｒ
Ｌ
ｒ
Ｓ９ Ｓ１０ ＶＤ２
ＶＤ１
Ｓ５
Ｓ６
Ｓ３
Ｃ３
Ｓ４
Ｒ
Ｓ
驱 动
电 路
数 字
滤 波
电 路
绝对值
电 路
ＤＳＰ
控 制
电 路
数 值
平 波
环 节
电 压
采 用
电 路
图１基 于 ＤＳＰ 的 软 开 关 的 交 流 稳 压 电 源
基于 ＤＳＰ 的软开关交流稳压电源的研究
摘 要：针对目前交流 稳 压电源 高 频 斩波时 存 在开关损 耗 大的缺点，应用 ＺＣＴ－ ＰＷＭ 软 开 关技术
实现了一种 新的 交流 稳压 电源拓 扑结构。采用 ＤＳＰ 闭环控制，通过 ＤＳＰ 编程 实现了一组能够驱动 主、
辅 功 率 开关 器 件 的 高 精度 、实 时 性 强 的 ＰＷＭ 波 形 ，主 功 率 开 关 器 件 的 ＰＷＭ 波 形 再 通 过 闭 环 反 馈 电
压地及 时修改，最 终用 以实现 输出 电压的稳定和 主功率开关器件的零电流 关断。
关键词 ：ＺＣＴ－ ＰＷＭ 软开关 ＤＳＰ 零电流关断
电源技术与应用 Ｐ ｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｌｉｃａｔｉｏｎ
目 前 市 场 上 的 交 流 稳 压 电 源 多 采 用 铁 磁 元
件 构 成 （电 感 、饱 和 电 抗 器 、伺 服 电 机 等 ），普 遍
存 在 休 积 大、较 笨 重 等 缺点 。而 采 用可 控 硅 的 稳
压 电 源 ，在 深 控 时 则 波形 畸 变 严 重 。另 外 一 些 稳
压 电 源 ，在 特 定 负 载 条 件 下 还 会 发 生 振 荡 ，负 载
适 应 性 较 差 。 近 年 来 ，交 流 斩 波 器 受 到 广 泛 关
注，该 类 变 换 器 实 现 了 交 流 调 压 功 能 ，具 有 双 向
功 率 流 、网 侧 功 率 因 数 高 、变 换 效 率 高 、动 态 响
应 快 、易 实 现 、输 出 容 量大 、滤 波 器 体 积 小 、无 电
气 隔 离 、同 频 变 换 等 特 点 。高 频 率 化 已 经 成 为 了
当 今 电 源 发 展 的 重 要 方 向 ，但 随 斩 波 频 率 的 增
大，功 率 开 关 器 件 的 损 耗 也 将 增 大 ，这 将 严 重 影
响 到 开 关 变 换 器 的 效 率 。
在 工 业 控 制 中 ，ＰＷＭ 波 用 途 非 常 广 泛 ，用
来 控 制 各种 电 机 、电 力 电 子 设 备 、逆 变 器等 ，可 以 说 很 多
控 制 最 终 都 是 由 程 序 计 算 出 的 ＰＷＭ 波 形 来 控 制 的 。 用
ＤＳＰ 的 专 用 ＰＷＭ 端 口 生 成 的 ＰＷＭ 波 形 具 有 精 度 高 、实
时 性 强 、可 在 线 调 节 、实 现 方 便 以 及 性 价 比 高 等 优 点 。基
于 此 ，本 文 提 出 一 种 基 于 ＤＳＰ 的 软 开 关 交 流 稳 压 电 源 的
拓 扑 结 构。通 过 ＺＣＴ－ ＰＷＭ 软 开 关 技 术 实 现 主 开 关 的 零
电 流 关 断 ，以 降 低 损 耗 ，提 高 变 换 器 的 效 率 。 通 过 ＤＳＰ
闭 环 反 馈 控 制 ，输 出 一 组 ＰＷＭ 波 形 ，驱 动 主 、辅 功 率 开
关 管 ，从 而 实 现 输 出 电 压 的 稳 定 和 高 精 度 。
１电路的 拓扑 结构和 工作 原理
所 设 计 的 变 换 电 路 分 为 两 部 分 ：基 于 ＺＣＴ－ ＰＷＭ 软
开 关 技 术 的 主 回 路 和 基 于 ＤＳＰ 的 控 制 回 路 。 基 于 ＤＳＰ
的 软 开 关 交 流 稳 压 电 源 如 图 １所 示 。电 路 中 省 略 了 低 频
开 关 Ｓ３～Ｓ１０ 的 驱 动 电 路 。
１ ． １ 主 回 路 的 工 作 原 理
从 图 １中 可 以 看 出 ，主 回 路 主 要 由 基 本 的 ＣＵＫ 线
路 和 基 本 的 ＺＣＴ－ ＰＷＭ 电 路 合 并 而 得 到 。在基 本 的 ＣＵＫ
线 路 上 增 加 一 组 二 极 管 桥 路 和 一 组 二 极 管 以 便 在 输 入
正 弦 波 为 负 半 周 时 使 电 路 能 正 常 工 作 ；在 基 本 的 ＺＣＴ－
ＰＷＭ 谐 振 支 路 上 增加 三 组 二 极 管 以 便 在 输 入 正 弦 波 为
负 半 周 时 使 谐 振 支 路 能 正 常 工 作 ，主 、辅 开 关 并 联 的 二
极 管 是 为 了 实 现 续 流 功 能 ，最 终 实 现 主 开 关零 关 断 的 目
的 。 在 目 前 双 向 功 率 开 关 器 件 尚 未 研 究 成 功 之 前 ，除 了
桥 路 二 极 管 外 ，所 有 的 二 极 管 都 用 一 个 低 频 开 关 和 一 个
二 极 管 串 联 而 成 。 电 路 的 主 要 工 作 原 理 是 ：在 输 入 正 弦
波 为 正 半 周 时 ，闭 合 Ｓ３ 、
Ｓ６ 、
Ｓ８ 、
Ｓ１０ ，断 开 Ｓ４ 、
Ｓ５ 、
Ｓ７ 、
Ｓ９ 。 电 路 工 作 在 正 弦 波 正 半 周 时 ，电 路 可 以 等 效 为 基 本
的ＺＣＴ－ ＰＷＭ ＣＵＫ 变 换 器 。 在 输 入 正 弦 波 为 负 半 周 时 ，
断 开 Ｓ３ 、
Ｓ６ 、
Ｓ８ 、
Ｓ１０ ，闭 合 Ｓ４ 、
Ｓ５ 、
Ｓ７ 、
Ｓ９ 。 电 路 工 作 在 正
弦 波 负 半 周 时 ，电 路 同 样 等 效 为 基 本 的 ＺＣＴ－ ＰＷＭ ＣＵＫ
线 路 ，只 是 电 路 的 极 性 反 向 了 ，但 这 并 不 影 响 电 路 的 正
常 工 作 。
现 以 输 入 正 弦 波 为 正 半 周 的 情 况 为 例 说 明 电 路 的
１４１
摘要：
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作者：李琳琳
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