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基于DSP的大功率数字开关电源设计

发布时间:2020-07-21 18:01:54 阅读: 来源:联轴器厂家

摘要:结合电力电子技术和嵌入式技术,设计了以全桥隔离式PWM变换器为核心,基于DSP处理器TMS320F2812的高精度大功率数字开关电源。完成了系统硬件电路设计及软件数字PID算法,实现数字化采样、运算、控制输出、系统监控和人机接口等功能。关键词:数字开关电源;DSP;PWM;PID0 引言 随着电力电子技术的高速发展,开关电源得到了广泛应用,日新月异的高科技产品也对开关电源提出了更高的要求。传统的基于模拟控制技术的开关电源发展了很多年,各方面都比较成熟,但有其自身无法克服的缺点,数字开关电源技术的出现克服了传统模拟控制技术的缺陷,为开关电源设计领域注入了新的活力。随着数字控制方法、数字控制电路结构的发展和数字化开关电源市场需求的推动,数字化控制开关电源在电源领域里的优势越来越明显。 本文结合电力电子技术和嵌入式技术,设计了基于DSP处理器TMS320F2812的大功率数字开关电源,实现数字化采样、运算、控制输出、系统监控和人机接口等功能。该设计充分发挥DSP处理器精度高、速度快等特点,提高了开关电源的输出精度、智能度、集成度和系统稳定性。1 系统硬件电路设计 本设计主要由输入电网滤波、输入整流滤波、DC-DC变换、输出滤波、DSP控制电路、驱动电路、电压电流反馈电路、辅助黾源电路、人机接口电路等几部分组成。该设计总体设计框图如图1所示:

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其基本原理是:交流输入电压经电网滤波、整流滤波得到直流电压,该直流电压在DC-DC变换电路内部经过高频逆变、高频变压器隔离变换、整流等一系列变换后输出直流电压,最后再经过输出滤波电路,得到需要的高质量、高品质的直流电压。 输入电网滤波、输入整流滤波、输出滤波电路、电压电流反馈电路、辅助电源电路等部分的设计基本和传统的模拟控制技术相同,本文不再介绍。人机接口电路主要实现检测参数的反馈以及处理器基准电压的实现,在本文也不做过多的介绍。本文主要介绍DSP控制电路、DC-DC变换电路、驱动电路的设计方法。1.1 DSP控制电路 本设计采用DSP处理器TMS320F2812为核心控制芯片。 其工作原理:输出电压和电感电流通过反馈网络,将反馈信号转换为DSP所需要的电平,接至DSP的A/D转换口,转换后的信号与通过人机接口电路输入的电压基准信号一起经过电压电流调节器获得实际的正弦调制信号,该正弦调制信号与DSP定时器产生的三角波载波信号相交截,输出带有一定死区的PWM控制信号,最后经驱动单元送到IGBT。

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