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电竞菠菜基于DSP的PWM型开关电源的设想及事情道理阐发与仿真考证
浏览: 发布日期:2021-10-14

  菠菜导航网以拥有小型、轻量以及高效的特性而被普遍使用于以电子计较机为主异的各类终端装备以及通讯装备中,是现今电子信息财产飞速开展不成短少的一种电源方法.与之响应,在微电子手艺开展的动员下,DSP芯片的开展一日千里,功用日趋壮大,性价比不竭回升,开辟手腕不竭改良,其处置速率比CPU快10~15倍,因而基于DSP芯片的

  市电旌旗灯号颠末输入滤波以及整流滤波后完成AC/DC转换,将电网交换电间接整流为较光滑的直流电,以供下一级变更;再颠末逆变器后完成DC/AC转换,将整流后的直流电变成交换电,这是PWM型开关电源完成PWM掌握的中心部门,其频次越高,体积、分量与输出功率之比越小.最初在经由过程输出整流与滤波,按照负载需求,供给不变牢靠的直流电源.

  开关电源掌握道理图如图2所示.图中,开关K以必然的工夫距离反复地接通以及断开,在开关K接通时,输入电源E可经由过程开关K以及滤波电路供给给负载RL为负载供给能量;为使负载能获患上持续的能量,开关稳压电源必须要有一套储能安装,在开关接通时将一部门才能贮存起来,在开关断开时,向负载开释[4].图2中,由电感L、电竞菠菜电容C2用以贮存能量,在开关断开时,贮存在电感L以及C2中的能量经由过程二极管D开释给负载,使负载获患上持续而不变的能量.因二极管D使负载电留连续不竭,以是称为续流二极管.AB间的电压均匀值EAB可暗示为:

  式中,TON为开关每一次接通的工夫,T为开关通断的事情周期(即开关拉通工夫TON以及关断工夫TOFF之以及).由

  式(1)可知,开关接通工夫以及事情周期的比例改动,AB间电压的均匀值也随之改动,因而,跟着负载及输入电源电压的变革主动调解TON以及T的比例,便能使输出电压V0保持稳定.改动接通工夫TON以及事情周期比例亦即改动脉冲的占空比,这类办法为“工夫比率掌握”(me Rao Control,缩写为TRC)[1].这里根据TRC道理挑选了开关周期T恒定,经由过程改动脉冲宽度TON来改动占空比,这类方法称为脉宽调制方法(PWM),用来完成对电压幅值频次的掌握.

  TMS320系列DSP的系统构造是专为及时旌旗灯号处置而设想的,该系列DSP集及时处置才能以及掌握外设功用于一身,为完成掌握体系供给了幻想的处理计划.

  (a) 高机能10位模/数转换器(ADC)的转换工夫为500ns,供给多达16路的模仿输入.

  (c) 拥有两个变乱办理器模块EVA以及EVB,每一一个都可供给两个16位通用按时器以及八个16位的PWM通道.

  所谓SPWM即PWM中脉冲宽度按正弦纪律变革.由采样实际:冲量相称而外形差别的窄脉冲加在拥有惯性的环节上,其结果根本不异可知,为了在输出端获患上正弦波,就需求输出一系列幅值相称而宽度不等的矩形波.接纳三角载波的划定规矩采样法,就可以够获患上宽度按正弦纪律变革的矩形波.如图3所示,每一一个脉冲的中点都以响应的三角波的中点对称,在三角载波的负峰时辰TD对正弦波采样获患上D点,过D点作一程度直线以及三角波别离交于A点以及B点,在A点时辰tA以及B点时辰tB掌握功率器件的通断.可见AB长度即为脉冲宽度,由图可患上以下干系式:

  TMS320LF2407中EVB的按时器3个有三个与之相干的比力单位:比力单位四、五、6,每一一个比力单位都有一个响应的比力存放器:CMPR四、CMPR5以及CMPR6.每一一个比力单位均可零丁配置成比力形式以及PWM形式,配置为PWM形式时,每一一个比力单位有两个极性相反的PWM输出.因而操纵TMS320LF2407可完成对三相桥式逆变电路的SPWM掌握.在周期存放器T3PR的值必然的状况下,经由过程改动比力存放器的值就可以够改动输出矩形脉冲的宽度[3].

  按照式(3)所患上的占空比抒发式,再操纵通用按时器比力单位的PWM特征,就可以够很简单地完成SPWM.起首引见一下发生PWM的存放器配置,其步调以下:

  (2) 假如使能逝世区,则配置以及装载逝世区工夫掌握存放器DBTCONB(如使能则可制止高低桥臂同时输出触发脉冲.)

  (1) 体系初始化后按照载波频次以及旌旗灯号频次计较出每一一个周期需求输出的矩形波个数,从而肯定按时器的周期,以配置频次参数及脉冲个数.

  (2) 按照式(3)计较出每一一个矩形脉冲的占空比,用占空比乘以周期存放器的值,从而计较出比力存放器的值.该历程作为计较子法式,并使脉冲指针个数I加1.

  (3) 在周期中止子法式中将计较所患上出的比力存放器的值送到比力存放器,当到达一次载波周期时置响应的标记位.

  (4) 主法式按照标记位来判定能否已实现一个周期的操纵.假如标记位TC上已置1,则清标记位,调计较占空比子法式,然落后入等候形态;假如标记位上未置1,则间接进入等候形态.其主法式流程图如图4所示.

  固然操纵单片机也能完成SPWM,但使用DSP壮大的数据处置才能及其速率优热能够进步电源掌握体系的精度以及及时性,满意逆变电源更高的请求,为电源掌握体系的全数字化供给须要的软硬件根底.其与单机的机能比力见表1.

  在软件设想的根底上分离硬件,获患上了在eclectonics workbench情况下经正弦调调制而未整流滤波的仿线比力能够看到,输出电压频次为40Hz,负载别离在10t以及10k时输出的波形为很好的正弦波,频次契合请求,可见负载的变革对输出构造影响不大;由图5图7能够看到,当负载为10时,输出电压频次别离在40Hz以及400Hz时的输出波形变革不大,可见频次变革对输出波形影响也不大.

  由仿真成果能够看到基于DSP芯片的PWM型开关电源体系拥有不变快、失真小、负载对体系影响小等特性,并且频次可在软件部门调解,这为其使用于对精度请求高的尖端电子装备供给了保证.