Details

Целью работы – магистерской диссертации, является разработка платы управления преобразователем постоянного напряжения, способной управлять силовыми транзисторами при помощи ШИМ-модуляции, также способной обрабатывать аналоговые сигналы, производить высокоскоростные защиты, отключать управляющие сигналы компараторами, и в режиме «HARD REAL TIME» просматривать графики отфильтрованных этой же платой сигналов. Управляющим модулем выступает микроконтроллер STM32. Актуальность темы обусловлена тем, что современные требования к снижению энергопотребления и рациональному использованию ресурсов делают необходимым применение решений, обеспечивающих высокую точность и эффективность управления преобразователями постоянного напряжения. Анализ требований к плате управления преобразователем, выбор подходящих способов управления ШИМ, моделирование выбранных систем управления, исследование и анализ полученных графиков при различных режимах работы преобразователя, позволившие осуществить выбор оптимальной системы управления, сделали возможной реализацию полной модели преобразователя с последующим исследованием ее реакции на аварийный режим работы. В ходе исследования была разработана схема электрическая принципиальная, получена готовая плата управления, проведены испытания и анализ полученных результатов. На основе выполненного исследования было установлено, что реализованный в плате метод управления под названием CURRENT MODE является наиболее целесообразным и реальным. Практическая значимость работы заключается в том, что совокупность полученных результатов и внедренных решений представляет собой существенный вклад в развитие технологий цифрового управления преобразователями постоянного напряжения и способствует расширению теоретической и практической базы в области силовой электроники и автоматического управления. Разработка и исследования, проведенные на компьютерной модели и на реальном объекте, могут быть использованы в различных промышленных и научных областях, требующих высокой точности и быстрой обработки аналоговых сигналов.

The purpose of the masters thesis is to develop a DC voltage converter control board capable of controlling power transistors using PWM-modulation, also capable of processing analog signals, producing high-speed protection, disabling control signals with comparators, and viewing graphs of signals filtered by the same board in "HARD REAL TIME" mode. The control module is the STM32 microcontroller. The relevance of the topic is due to the fact that modern requirements for reducing energy consumption and rational use of resources make it necessary to use solutions that ensure high accuracy and efficiency of control of DC voltage converters. The analysis of the requirements for the converter control board, the selection of suitable PWM-control methods, the modeling of selected control systems, the study and analysis of the obtained graphs for various modes of operation of the converter, which made it possible to select the optimal control system, made it possible to implement a complete converter model with subsequent investigation of its response to emergency operation. During the research, an electrical circuit was developed, a ready-made control board was obtained, tests and analysis of the results were carried out. Based on the performed research, it was found that the control method implemented in the board called CURRENT MODE is the most appropriate and realistic. The practical significance of the work lies in the fact that the totality of the results obtained and implemented solutions represents a significant contribution to the development of digital control technologies for DC voltage converters and contributes to the expansion of the theoretical and practical base in the field of power electronics and automatic control. The development and research carried out on a computer model and on a real object can be used in various industrial and scientific fields requiring high accuracy and fast processing of analog signals.