基于dsp的pwm型开关电源的设计

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1、自动化与仪器仪表基于DSP的PWM型开关电源的设计尹熙鹏#段哲民!西北工业大学电子信息学院"陕西西安710072#摘要!介绍了基于DSP的PWM型开关电源的原理及设计方法#以DSP芯片TMS320LF2407产生SPWM为例阐述了开关电源中PWM波形的实现方法$仿真结果表明#基于DSP的开关电源具有稳定快%失真小%负载对系统影响小的特点$关键词!数字信号处理脉宽调制正弦脉宽调制L目前开关电源以具有小型轻量和高效的特点而A被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备和+IL+通信设备中是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的++EC1DC2RL一种电源方式与之相应在微

2、电子技术发展的带动下V0DSP芯片的发展日新月异功能日益强大性价比不断--上升开发手段不断改进其处理速度比CPU快10#50B倍因此基于DSP芯片的开关电源可以说是天作之合图2开关电源控制原理图拥有着广阔的前景可用于先进的机载电源中也是开关电源今后的发展趋势O电源必须要有一套储能装置在开关接通时将一部份能量储存起来在开关断开时向负载释放[4]O图2中由1PWM型开关电源原理PWM型开关电源的结构框图如图1所示O电感L电容C2和二极管D组成的电路就具有这种功市电信号经过输入滤波和整流滤波后实现AC/DC能O电感L和C2用以储存能量在开关断开时储存在转换,将电网交流

3、电直接整流为较平滑的直流电以供电感L和C2中的能量通过二极管D释放给负载使负载得到连续而稳定的能量O因二极管D使负载电流连续下一级变换S再经过逆变器后实现DC/AC转换将整流后的直流电变为交流电这是PWM型开关电源实现不断所以称为续流二极管OAB间的电压平均值EAB可表示为PWM控制的核心部分其频率越高体积重量与输出功率之比越小O最后再通过输出整流与滤波根据负载EAB=TON/T!E1需要提供稳定可靠的直流电源O式中,TON为开关每次接通的时间T为开关通断的工作2PWM控制原理周期即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和由式1可知开关接通时间和工作周期的比例改

4、变AB间开关电源控制原理图如图2所示O图中开关K以电压的平均值也随之改变因此随着负载及输入电源一定的时间间隔重复地接通和断开在开关K接通时电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压输入电源E可通过开关K和滤波电路提供给负载RL为负载提供能量S为使负载能得到连续的能量开关稳压V0维持不变改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比这种方法称为时间比率控制TimeRatiOCOHtFOI,缩写为TRC[1]O这里按照TRC原理选择了开关周期T恒定通过改变脉冲宽度TON来改变占空比这种方式称为脉宽调制方式PWM用来实现对电压幅值频率的控制O3DSP芯片TM

5、S320LF2407简介TMS320系列DSP的体系结构是专为实时信号处理而设计的该系列DSP集实时处理能力和控制外设功能于一身为实现控制系统提供了理想的解决方案O30欢迎网上投稿www.aetnet.cnwww.aetnet.com.cn!电子技术应用"!""5年第4期自动化与仪器仪表[2]较单元都可单独设置成比较模式和PWM模式设置为TMS32OLF24O7在TMS32O系列的基础上有以下特点(a)高性能1O位模/数转换器ADC)的转换时间为PWM模式时每个比较单元有两个极性相反的PWM输5OOns提供多达16路的模拟输入O出O因此利用TMS32OLF24O7

6、可实现对三相桥式逆变电(b)基于TMS32OC2xx系列的CPU核保证了其与TMS32O路的SPWM控制O在周期寄存器T3PR的值一定的情况系列DSP的代码兼容O下通过改变比较寄存器的值就可以改变输出矩形脉冲的宽度[3]O(c)具有两个事件管理器模块EVA和EVB每个均可提供两个16位通用定时器和八个16位的PWM通道O根据式3所得的占空比表达式再利用通用定时(d)高达24K的FLASH程序存储器O器比较单元的PWM特性就可以很容易地实现SPWMO(e)可扩展外部存储器O首先介绍一下产生PWM的寄存器设置其步骤如下(f)五个外部中断两个驱动保护复位和两个可屏1装载

7、比较方式控制寄存器ACTRBO蔽中断O2如果使能死区则设置和装载死区时间控制寄4利用TMS320LF2407实现SPWM存器DBTCONB如使能则可避免上下桥臂同时输出触4.1SPWM控制的基本原理发脉冲O所谓SPWM即PWM中脉冲宽度按正弦规律变化O3设置和装载定时器3周期寄存器即规定PWM由采样理论冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯波形周期O性的环节上其效果基本相同可知为了在输出端得到4初始化EVB的比较寄存器CMPR4CMPR5CMPR6O正弦波就需要输出一系列幅值相等而宽度不等的矩形5设置和装载定时器3的控制寄存器T3CONO波O采用三角载波的规则采样法

8、就可以得到