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随着电子产品的发展,对多路输出的电源有了新的需求。最近一两年,芯片厂家定义出各种快速充电协议,例如高通的QC2.0和QC3.0协议,华为的FCP(Fast chargerprotocol)协议,联发科公司的Pump Express Plus协议,要求电源能够在5-12V之间输出,并可根据充电协议调节输出电压。之前的电源往往是固定的5V输出,现在需要输出可变的电压,新的电气规范带来新的需求与技术挑战,本文设计基于数字控制的多个独立电压轨的数字电源,研究其数字控制策略,并借助本校的电磁兼容实验室进行传导电磁干扰为主的电磁兼容研究。 以往的40-60W的小功率的多路输出电源,往往采用多绕组的反激式拓扑,输出为几路固定的电压,例如传统的多路输出电源,输出为3.3V、5V和12V三个固定的电压轨。本文的创新之处在于,多路输出的每个电压轨均可在5-12V之间独立调节。本文采用了级联的两级电源结构,第一级为经典的反激电路,起到电压调节与电气隔离的作用。第二级为数字电源,采用多路的同步整流buck电路,并设计其数字控制策略。 本课题设计与研究方法是,先研究与借鉴经典的模拟电源的设计与控制方法,再转到数字电源领域讨论数字控制的方法与特有问题。模拟电源的设计经过几十年的发展,有成熟的控制理论,同时在设计方法上已经日臻成熟。首先在模拟域进行控制系统设计,通过模拟到离散控制的变换,转到数字域的控制,然后再探讨数字控制中的特有问题和数字控制中的难点问题。 在电磁兼容的研究中,级联电源中的第一级反激电路是传导电磁干扰的主要干扰源,因而在电磁兼容的设计与测试中,主要研究该反激电路部分。以往的一些设计是在系统完成后,再进行电磁兼容的测试与整改,这种方法往往耗时而且成本较高。本文希望在设计初期即考虑电磁兼容问题,先对主要的噪声源进行建模分析,然后在拓扑设计与控制策略中,进行相应的选择与优化,最后利用学校的电磁兼容实验室进行测试分析。