基于dsp控制数字开关电源设计

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1、学兔兔www.xuetutu.coml甸化基于DSP控制的数字开关电源设计DesignofdigitalswitchingpowersupplybasedonDSPcontrol胡时高，虎恩典，丁晓军，刘勇HUShi．gao，HUEn．dian，DINGXiao-jun，LIUYong(北方民族大学电气信息工程学院，银川750021)摘要：结合开关电源的发展现状，将数字控制的优点引人设计中，进一步提高开关电源性能。本文提出了基于DSP的开关电源数字PID控制方式，利用DSP事件管理器产生PWM信号，代替了一般的脉宽调制集成电路，并

2、对其主电路、驱动电路及控制和保护电路进行了设计分析。试验表明，该方法能实现对开关电源的有效控制，不但能简化控制电路，提高设备的可靠性，还具有控制灵活、稳定快、负载调整率高等优点，可以在开关电源中推广应用。关键词：开关电源；PID控制；脉宽调制；DSP中图分类号：TM461．5文献标识码：A文章编号：1009-0134(2014)08(上)-Ol12-04Doi：10．3969／j．issn．1009-0134．2014．o6(I-)．330引言电路电流和最后输出直流电压的检测取样；驱动开关电源以其体积小、重量轻和效率高等特电路对D

3、SP输出的PWM信号进行隔离、放大，并点，被广泛应用于电子计算机、家用电器、交通产生驱动功率开关器件的驱动信号；保护电路当设施、通信和工业设备等领域。高可靠性、智能过压、过流时封锁PWM脉冲输出，保护系统，化及数字化是高频开关电源的发展趋势。一般的它是电源系统可靠工作的保证。图中虚线框内为开关电源受专用脉宽调制IC固有功能的限制，而TMS320LF2407A控制部分，完成信号的A／D转且控制电路复杂，由模拟元件存在的老化和温漂换、PWM输出和保护控制。辅助电源为控制电路等问题所引起的误差使得开关电源的可靠性及精和保护电路提供满足一

4、定技术要求的直流电源，度较差。而数字系统具有设计周期短，易实现模以保证它们工作稳定可靠J。块化管理，能减小模拟元件引起的不稳定和电磁DC输出干扰等优点，因此数字控制在开关电源中得到迅．速发展”。DSP芯片的高速处理能力和丰富的外围设备，非常适合于实时数字信号处理，为开关电源采用全数字控制提供了可行性方案】。本文将r一鲨』DSP技术及数字PID控制应用于开关电源，简化了控制电路，减少功耗，提高了控制灵活性和设备1IH翌骚的可靠性。TMS320LF24o7ADSPl一1系统总体结构本文设计的开关电源基本组成结构框图如图1所示，主要由功

5、率主电路、辅助电源电路和以2开关电源硬件设计DSP为核心的控制电路组成。主电路由交流输入2．1主电路拓扑结构EMI防电磁干扰电源滤波器、整流滤波、高频变电源功率主电路用“AC-DC—AC—DC”变换的换器和高频整流滤波输出四部分组成。控制拓扑结构，其中高频开关变换器是核心部分，采电路的功能是实现信号处理、闭环控制、故障保用典型的双管半桥它激式电路，如图2中虚线框内护等，通过调节主电路中开关器件的导通占空比“高频逆变”所示，图中Q1、Q2为功率三极管，来控制主电路输出。其中，检测电路负责功率主Tl为高频变压器，T2为推动变压器，C5

6、、C6为均收穗日期：2014—01-21作者简介：胡时高(1986一)，男，硕士研究生，研究方向为计算机控制。[1121第36卷第6期2014—06(上)学兔兔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-≠Q2图2主电路原理图压电容，这些与一般的开关电源相同。其中串联3DSP控制电路设计耦合电容C7用以改善高频变压器的偏磁性能】。基随着开关电源不断朝着高频数字化发展，利本

7、工作原理是：220V单相交流电经EMI滤波、整用高性能DSP芯片对电源控制，不但可以简化电路流滤波后得到直流电压，经由Q1、Q2构成的逆变设计，还能快速有效实现各种复杂的控制算法。电路产生高频开关脉冲，在T1副边线圈感应出交控制电路采用TMS320LF2407ADSP芯片，它集实变的方波脉冲，后经高频整流和LC滤波，得到所时处理和控制外设功能于一体，为控制系统设计需的较高品质的直流电压。本设计最后输出五提供了很好的解决方案。种不同电压分别为±12V，±5V，3．3V，最大总3．1TMS320LF2407ADSP特性概述输出功率可达

8、210W。两个事件管理器模块EVA和EVB是C2000系列2．2驱动电路设计DSP最具特色的部分，每个EV包括2个l6位通用定因DSP产生的PWM信号很难直接驱动半桥逆时器，8个PwM波形输出通道，其中3个带可编程变电路的功率开关管，所以要在DSP