基于dsp控制數(shù)字開關(guān)電源設(shè)計(jì)

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.coml甸化基于DSP控制的數(shù)字開關(guān)電源設(shè)計(jì)DesignofdigitalswitchingpowersupplybasedonDSPcontrol胡時(shí)高，虎恩典，丁曉軍，劉勇HUShi．gao，HUEn．dian，DINGXiao-jun，LIUYong(北方民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院，銀川750021)摘要：結(jié)合開關(guān)電源的發(fā)展現(xiàn)狀，將數(shù)字控制的優(yōu)點(diǎn)引人設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步提高開關(guān)電源性能。本文提出了基于DSP的開關(guān)電源數(shù)字PID控制方式，利用DSP事件管理器產(chǎn)生PWM信號，代替了一般的脈寬調(diào)制集成電路，并

2、對其主電路、驅(qū)動(dòng)電路及控制和保護(hù)電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析。試驗(yàn)表明，該方法能實(shí)現(xiàn)對開關(guān)電源的有效控制，不但能簡化控制電路，提高設(shè)備的可靠性，還具有控制靈活、穩(wěn)定快、負(fù)載調(diào)整率高等優(yōu)點(diǎn)，可以在開關(guān)電源中推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞：開關(guān)電源；PID控制；脈寬調(diào)制；DSP中圖分類號：TM461．5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-0134(2014)08(上)-Ol12-04Doi：10．3969／j．issn．1009-0134．2014．o6(I-)．330引言電路電流和最后輸出直流電壓的檢測取樣；驅(qū)動(dòng)開關(guān)電源以其體積小、重量輕和效率高等特電路對D

3、SP輸出的PWM信號進(jìn)行隔離、放大，并點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)、家用電器、交通產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號；保護(hù)電路當(dāng)設(shè)施、通信和工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域。高可靠性、智能過壓、過流時(shí)封鎖PWM脈沖輸出，保護(hù)系統(tǒng)，化及數(shù)字化是高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢。一般的它是電源系統(tǒng)可靠工作的保證。圖中虛線框內(nèi)為開關(guān)電源受專用脈寬調(diào)制IC固有功能的限制，而TMS320LF2407A控制部分，完成信號的A／D轉(zhuǎn)且控制電路復(fù)雜，由模擬元件存在的老化和溫漂換、PWM輸出和保護(hù)控制。輔助電源為控制電路等問題所引起的誤差使得開關(guān)電源的可靠性及精和保護(hù)電路提供滿足一

4、定技術(shù)要求的直流電源，度較差。而數(shù)字系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)周期短，易實(shí)現(xiàn)模以保證它們工作穩(wěn)定可靠J。塊化管理，能減小模擬元件引起的不穩(wěn)定和電磁DC輸出干擾等優(yōu)點(diǎn)，因此數(shù)字控制在開關(guān)電源中得到迅．速發(fā)展”。DSP芯片的高速處理能力和豐富的外圍設(shè)備，非常適合于實(shí)時(shí)數(shù)字信號處理，為開關(guān)電源采用全數(shù)字控制提供了可行性方案】。本文將r一鯊』DSP技術(shù)及數(shù)字PID控制應(yīng)用于開關(guān)電源，簡化了控制電路，減少功耗，提高了控制靈活性和設(shè)備1IH翌騷的可靠性。TMS320LF24o7ADSPl一1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)本文設(shè)計(jì)的開關(guān)電源基本組成結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，主要由功

5、率主電路、輔助電源電路和以2開關(guān)電源硬件設(shè)計(jì)DSP為核心的控制電路組成。主電路由交流輸入2．1主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)EMI防電磁干擾電源濾波器、整流濾波、高頻變電源功率主電路用“AC-DC—AC—DC”變換的換器和高頻整流濾波輸出四部分組成?？刂仆?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中高頻開關(guān)變換器是核心部分，采電路的功能是實(shí)現(xiàn)信號處理、閉環(huán)控制、故障保用典型的雙管半橋它激式電路，如圖2中虛線框內(nèi)護(hù)等，通過調(diào)節(jié)主電路中開關(guān)器件的導(dǎo)通占空比“高頻逆變”所示，圖中Q1、Q2為功率三極管，來控制主電路輸出。其中，檢測電路負(fù)責(zé)功率主Tl為高頻變壓器，T2為推動(dòng)變壓器，C5

6、、C6為均收穗日期：2014—01-21作者簡介：胡時(shí)高(1986一)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)控制。[1121第36卷第6期2014—06(上)學(xué)兔兔www.xuetutu.comI甸化-：。FU。IIJI：ID1I一Ic[]R2C5I：C7IRI^II。。10VI=Il吖丫IIe1I]R3一r、C6’2D2、lI-IIu‘。-l●_●·?●?_?●一-≠Q(mào)2圖2主電路原理圖壓電容，這些與一般的開關(guān)電源相同。其中串聯(lián)3DSP控制電路設(shè)計(jì)耦合電容C7用以改善高頻變壓器的偏磁性能】?；S著開關(guān)電源不斷朝著高頻數(shù)字化發(fā)展，利本

7、工作原理是：220V單相交流電經(jīng)EMI濾波、整用高性能DSP芯片對電源控制，不但可以簡化電路流濾波后得到直流電壓，經(jīng)由Q1、Q2構(gòu)成的逆變設(shè)計(jì)，還能快速有效實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制算法。電路產(chǎn)生高頻開關(guān)脈沖，在T1副邊線圈感應(yīng)出交控制電路采用TMS320LF2407ADSP芯片，它集實(shí)變的方波脈沖，后經(jīng)高頻整流和LC濾波，得到所時(shí)處理和控制外設(shè)功能于一體，為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需的較高品質(zhì)的直流電壓。本設(shè)計(jì)最后輸出五提供了很好的解決方案。種不同電壓分別為±12V，±5V，3．3V，最大總3．1TMS320LF2407ADSP特性概述輸出功率可達(dá)

8、210W。兩個(gè)事件管理器模塊EVA和EVB是C2000系列2．2驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)DSP最具特色的部分，每個(gè)EV包括2個(gè)l6位通用定因DSP產(chǎn)生的PWM信號很難直接驅(qū)動(dòng)半橋逆時(shí)器，8個(gè)PwM波形輸出通道，其中3個(gè)帶可編程變電路的功率開關(guān)管，所以要在DSP