一个基于DSP的DC_DC开关电源设计方法(精)
基于DSP的数字开关电源系统分析
0引言我们将利用当前的电力电子技术来对于开关管开统一关闭时的比率进行控制，从而达到输出电压在总体上具有较高稳定性的电源称为开关电源。
开关电源主要包括PWM（脉冲宽度调制）控制IC以及MOSFET两个部分来共同组成。
开关电源与其他的电源相比不仅具有重量轻而且体积相对较小等优点，而且其最大的优势是整体效率更高。
文章主要就DSP数字开关电源系统进行研究和探讨。
1DSP的相关概述DSP（数字信号处理）的性质是一种基于数字运算处理的信息微处理器，迄今性工作的主要原理为：首先将模拟信号经过模数转换器转换成为排序为0以及1的数字序列，随后采用IFFT以及数字滤波等方式来进行数字的运算以及处理。
并且将所获取到的相关信号通过自身所具备的算法完成数字信号到控制量的转化和生成，最后通过PWM信号或者数模信号的转换器将其转化成为模拟信号或者是控制量[1]。
由于DSP本身具有很强的计算能力而且能够灵活的进行编程，目前我们采用DSP能够最多处理多大数亿条的各种相关的计算质量，与其他的相关处理器相比DSP在数字信号的处理方面具有其他处理器不可比拟的巨大优势。
2基于DSP的数字开关电源的整体设计以DSP为核心的数字开关电源具有非常强的综合性，该系统本身主要有软件以及其他的两个系统来共同的进行组成。
整个电路的开发以及设计的过程包含了电子工程以及软件工程等多个方面的相关的专业知识。
文章主要以飞思卡尔公司生产的MC56F8323型号的开关电源，来对于DSP系统之下的数字开关电源来进行整体的硬件设计和分析。
基于DSP芯片系统的数字开关电源主要由5个部分共同组成，分别为：EMC模块、DC—DC模块、控制器模块、EMC 模块以及驱动电路和控制器。
这其中，EMC模块起到的作用基于DSP的数字开关电源系统分析王岩（天津航空机电有限公司，天津300308）摘要:DSP（数字信号处理）是一项具有强大处理能力的新型技术。
将其应用在开关电源上面势必会在很大程度上提升开关电源的整体性能。
基于DSP的数字开关电源研究与实现
基于DSP的数字开关电源研究与实现摘要：开关电源具有体积小、重量轻和效率高等有点，被广泛应用到各个领域里。
随着数字技术的不断发展，将数字技术应用到开关电源的研究实现中，可进一步提高电源的开关性能。
本文首先简要介绍了DSP技术，进一步地研究了基于DSP数字开关电源的整体系统结构，最后细致深入地分析研究了基于DSP数字开关电源的硬件系统和软件系统，以期对今后基于DSP数字开关电源发展研究提供建议和参考。
关键词：DSP；数字控制；开关电源1引言随着现代电力电子技术的应用和发展，数字开关电源得以广泛利用。
开关电源集体积小、重量轻和效率高等优点与一身，被广泛应用于电子计算机、家用电器、交通设施、通信和工业设备等领域。
随着数字技术的发展，DSP芯片技术以数字处理方式对电源进行控制、可以得到稳定的输出电压和电流。
与传统的开关电源相比较，数字系统具有设计周期短，易实现模块化管理，大大减少模拟元件引起的不稳定和电磁干扰等优点，具有很强的适应性和灵活性，因此数字控制在开关电源中得到迅速发展及应用。
鉴于此，基于DSP的数字开关电源研究与实现简化了控制电路，减少功耗，提高了控制灵活性和设备的可靠性，是一个十分具有研究意义和应用价值的课题。
2DSP简要介绍DSP是数字信号处理器的简称，是一种依靠数字运算处理信息的独特微处理器，目前，它已经广泛应用到了信息与通信工程，电路与系统，集成电路工程，生物医学工程，物理电子学，导航、制导与控制，电磁场与微波技术，水声工程，电气工程，动力工程，航空工程，环境工程等现代自然科学和社会科学领域。
DSP的工作原理是：它接受模拟信号后再将其转换成“0”和“1”的数字序列，再对其进行修改、删除、强化等数学运算处理并在其他系统芯片中结合相应的控制算法把数字数据解译回模拟数据或实际环境所需要的格式。
DSP的可编程性灵活、计算能力强，具有强大数据处理能力和高运行速度，最高可执行数十亿条各种类型的计算指令，其执行能力远远强于其它处理器。
基于DSP的数字开关电源设计与实现王超王茜文健
基于DSP的数字开关电源设计与实现王超王茜文健发布时间：2023-08-04T09:35:34.683Z 来源：《当代电力文化》2023年10期作者：王超王茜文健[导读] 本文研究了将DSP技术应用于开关电源设计的方法，旨在提升开关电源的性能。
首先介绍了DSP技术的特点和优势，然后结合MC56F8323芯片，对基于DSP的数字开关电源的硬件设计进行了分析。
其次介绍了基于DSP的数字开关电源硬件系统中的5个主要硬件模块的设计与实现方法，包括EMC模块、PFC模块、DC/DC电路模块、控制器模块、驱动电路模块。
通过本文的研究，可以为开发高性能开关电源提供指导和参考。
陕西长岭迈腾电子股份有限公司陕西省宝鸡市 721006摘要：本文研究了将DSP技术应用于开关电源设计的方法，旨在提升开关电源的性能。
首先介绍了DSP技术的特点和优势，然后结合MC56F8323芯片，对基于DSP的数字开关电源的硬件设计进行了分析。
其次介绍了基于DSP的数字开关电源硬件系统中的5个主要硬件模块的设计与实现方法，包括EMC模块、PFC模块、DC/DC电路模块、控制器模块、驱动电路模块。
通过本文的研究，可以为开发高性能开关电源提供指导和参考。
关键词：DSP技术；开关电源；硬件设计；MC56F8323；数字控制；性能提升引言：开关电源在现代电子设备中起着至关重要的作用，其性能的优劣直接影响到设备的稳定性和效率。
为了提升开关电源的性能，并满足日益增长的电源需求，研究人员开始探索将数字信号处理（DSP）技术应用于开关电源设计的方法。
DSP技术具有强大的处理能力和灵活性，可以对电源的各个环节进行精确的控制和优化，从而提高电源的效率和稳定性。
本文旨在研究基于DSP的数字开关电源的硬件设计与实现方法。
首先介绍了DSP技术特点和优势，包括高速运算能力、丰富的算法库和灵活的编程接口等。
其次选择了MC56F8323芯片作为数字开关电源的硬件平台，并对其进行了详细分析。
设计一款基于DSP的数控DC-DC开关电源2
12 DC-DC Gp3*Gc2 (MATLAB)
re
Bode
d
电子发烧友 电子技术论坛
13 14 Gp3(z) DC-DC
Gc3(z)
te
Gc3(z)
13 DC-DC (MATLAB)
re
d
Bode
re
Gp3*Gc3 Gp3(3) Bode Bode Gp3*Gc3
14 DC-DC
U
nR
eg
is
d
电子发烧友 电子技术论坛
15 50uSec 1% MATLAB 12
15A 13
15 DC-DC
d
电子发烧友 电子技术论坛
11
11 DC-DC 15A 8 2 1 2.0Ts
is
Td 2.0Ts 2
te
Gp2*Gc2 28uSec 1% MATLAB
nR
eg
9
re
Td
U
MATLAB
Td
d
2Ts Gp3 12 Gc2(z) Gp3(z) Bode
电子发烧友 电子技术论坛
DSP
1 S
DC/DC
2
/ Z
1
1
6
6 DC-DC ADC
is eg
(ZOH) 7 180f/fs ADC [7] PWM ADC
Kd ADC
te
Ts Hc ADC
nR
ZOH Ts/2
d
电子发烧友 电子技术论坛
8 DC-DC (MATLAB) GP1 MATLAB 61.6 MATLAB 8
Bode
Gp1*Gc2
dsp课程设计直流开关电源设计
dsp课程设计直流开关电源设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解直流开关电源的基本原理，掌握其电路组成及工作过程。
2. 学生能掌握开关电源中关键元器件的作用，如开关器件、滤波器、稳压器等。
3. 学生能了解开关电源设计的基本方法和步骤。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的直流开关电源电路。
2. 学生能运用仿真软件对开关电源电路进行仿真测试，分析并解决常见问题。
3. 学生能通过实际操作，搭建并调试开关电源电路。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电力电子技术的兴趣，增强对开关电源技术在实际应用中的认识。
2. 学生在团队协作中提高沟通与表达能力，培养合作精神。
3. 学生在学习过程中，培养解决问题的能力，增强自信心和自主学习意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程为电子技术专业课程，强调实践性与应用性。
2. 学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，具有较强的动手能力和求知欲。
3. 教学要求：注重理论联系实际，以学生为中心，引导学生主动探究，培养实践能力。
二、教学内容1. 开关电源基本原理：讲解开关电源的工作原理，对比线性电源与开关电源的优缺点，介绍开关电源的转换效率及电磁干扰问题。
教材章节：第一章 开关电源概述2. 开关电源电路组成：分析开关电源的主要电路组成部分，包括开关器件、驱动电路、反馈环路、滤波器等。
教材章节：第二章 开关电源电路组成及工作原理3. 开关电源设计方法：讲解开关电源设计的基本步骤，如确定电源需求、选择开关器件、设计控制环路等。
教材章节：第三章 开关电源设计方法4. 仿真与实际操作：运用仿真软件进行开关电源电路设计、仿真测试及优化，实际操作中搭建并调试开关电源电路。
教材章节：第四章 开关电源仿真与实验5. 常见问题分析：分析开关电源设计中可能遇到的问题，如开关噪声、电压波动、稳定性等，并提出解决方案。
教材章节：第五章 开关电源设计与测试中的问题及解决方法教学进度安排：1. 第1周：开关电源基本原理及优缺点分析2. 第2周：开关电源电路组成及工作原理3. 第3周：开关电源设计方法及步骤4. 第4周：仿真软件操作与实践5. 第5周：实际操作——搭建并调试开关电源电路6. 第6周：常见问题分析及解决方案讨论教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
DSP的大功率开关电源的设计方案(精)
DSP的大功率开关电源的设计方案以TMs320LF2407A为控制核心，介绍了一种基于DSP的大功率开关电源的设计方案。
该电源采用半桥式逆变电路拓扑结构，应用脉宽调制和软件PID调节技术实现了电压的稳定输出。
最后，给出了试验结果。
试验表明，该电源具有良好的性能，完全满足技术规定要求。
引言:信息时代离不开电子设备，随着电子技术的高速发展，电子设备的种类与日俱增，与人们的工作、生活的关系也日益密切。
任何电子设备又都离不开可靠的供电电源，它们对电源供电质量的要求也越来越高。
目前，开关电源以具有小型、轻量和高效的特点而被广泛应用于电子设备中，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源。
与之相应，在微电子技术发展的带动下，DSP芯片的发展日新月异，因此基于DSP芯片的开关电源拥有着广阔的前景，也是开关电源今后的发展趋势。
1 .电源的总体方案本文所设计的开关电源的基本组成原理框图如图1所示，主要由功率主电路、DSP控制回路以及其它辅助电路组成。
开关电源的主要优点在“高频”上。
通常滤波电感、电容和变压器在电源装置的体积和重量中占很大比例。
从“电路”和“电机学”的有关知识可知，提高开关频率可以减小滤波器的参数，并使变压器小型化，从而有效地降低电源装置的体积和重量。
以带有铁芯的变压器为例，分析如下：图1 系统组成框图设铁芯中的磁通按正弦规律变化，即φ= φMsinωt，则：式中，EM= ωWφ M=2πfWφM，在正弦情况下，EM=√2E，φM=BMS，故：式中，f为铁芯电路的电源频率;W 为铁芯电路线圈匝数;BM为铁芯的磁感应强度;S为铁芯线圈截面积。
从公式可以看出电源频率越高，铁芯截面积可以设计得越小，如果能把频率从50 Hz提高到50 kHz，即提高了一千倍，则变压器所需截面积可以缩小一千倍，这样可以大大减小电源的体积。
综合电源的体积、开关损耗以及系统抗干扰能力等多方面因素的考虑，本开关电源的开关频率设定为30 kHZ。
一种基于DSP的直流电源供电系统的设计(精)
一种基于DSP的直流电源供电系统的设计内容摘要：为了提高系统电源供电的可靠性和智能化，提出了一种以TI高性能数字信号处理器TMS320F2812为控制器且基于CAN总线的直流电源供电系统的设计方法。
同时详细讨论了基于CAN总线的系统软件流程设计和调试方法。
关键词：上位机,电流传感器,直流电源,匝数,采集模块,供电系统,方波信号,置位,定点DSP,上电自检摘要：为了提高系统电源供电的可靠性和智能化，提出了一种以TI高性能数字信号处理器TMS320F2812为控制器且基于CAN 总线的直流电源供电系统的设计方法。
同时详细讨论了基于CAN总线的系统软件流程设计和调试方法。
O 引言电源在系统中可靠、安全的运行离不开对它的实时临测和控制。
为了提高系统供电电源的可靠性，本文以集成有eCAN模块和ADC采集模块的TMS320F2812数字信号处理器作为核心控制器，提出一种直流电源供电系统的设计方法。
该系统可通过对系统电压、电流参数的实时监控和对过流、欠压保护的快速响应来实现系统直流供电的智能化。
1 系统总体设计实际系统通常有多路负载，为研究方便，在此以单路来进行讨论。
其系统组成如图1所示。
其中电源管理器是该供电系统的控制核心，包括DSP处理器、CAN 接口、电流及电压检测电路等。
系统上电后，即可对蓄电池的电压和电流进行不间断监控。
混合充电器可接受直流或交流供电输入，其中：直流来自车辆发电机组，当电源管理器检测到车辆发电机的转速信号高于某一设定值时，即接通继电器l实现直流供电，反之则断开；交流供电来自市电220 V，当电源管理器检测到市电接入时，将断开继电器1以实现交流优先供电。
继电器2作为系统中的控制元件，可在电流传感器检测到系统过流时马上断开。
上位机与电源管理器之间可通过CAN进行通信。
系统上电后，可由电源管理器向上位机发送电压、电流信号的采集信息，同时，电源管理器可接收来自上位机的指令信息。
2 硬件实现本直流电源供电系统的电源管理器采用TMS320F2812为处理器，该芯片是美国TI公司2000系列的32位低功耗定点DSP，主频高达150MHz，具有强大的数据处理能力和快速的中断响应能力。
基于DSP控制的ZVZCS型DC-DC变换器设计
小 、效率 高 ，不 仅能 够实 现数字 化 电压 电流双 闭
Ｓ ｅ ｏ ｏ ｅｔ ． ｈ ｏｔｇ ｎ ｕｒｎ ｏ ｄ ｓ ｎｓａｅ ｃ ｏ ｌ ｈ ｄｗｉ ｅＴ ３ ０ ２ Ｐ ｙｃ ｍｐ ｎ ｎｓ Ｔ ｅｖ ｌ ｅａｄｃ ｒ ｔ ｏ ｐａｊ ｔ ｔ ｒ ａｃ ｍｐｉ ｅ ｔ ｔ ＭＳ ２ Ｆ ８ ＤＳ ｋ ａ ｅ ｌ ｕ ｍｅ ｓ ｈｈ １ ２
ｃ ｎ ｒ ｌ ｈ ｐ Ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔｒｈ ｓｏ ｅｖ ｌ ｇ ， ｖ ｒ ｕ ｒ ｎ ｎ ｏ ｒｓ ｔｈ ｏ ｅ ｈ ａ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ． ｈ ｏ ｔｏ ｉ ． ｈ ｏ ｖ ｒ ａ ｖ ｒ ｏ ｔ ｅ ｏ ｅ ｃ ｒｅ ｔ ｄ ｐ ｗｅ ｗｉ ｖ ｒ ｅ ｔ ｒ ｔｃ ｉ ｕ ｃ ｉ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｅ ａ ａ ｃ ｎ ｖ ｏ
第１卷第３ ４ 期
２ １ ３ ０１ 年 月
奄 浸 彳 左 阂 王
ＰｏＷ ＥＲ ＵＰＰＬＹ Ｓ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩ ＥＳＡＮＤ ＡＰＰＬＩ ＣＡＴＩ ＯＮＳ
Ｖ０ ． ４ ＮＯ． １１ ３ Ｍａ ｒ２Ｏ１ １
基于Ｄ Ｐ Ｓ 控制的Ｚ Ｚ Ｓ Ｃ Ｄ 变换器设计 Ｖ Ｃ 型Ｄ － Ｃ
中 图分 类号 ：Ｎ８ Ｔ ６
文 献标识 码： Ｂ
文章编 号 ：２９２ １（０ ０—０６０ ０ １—７ ３２ １）３０４—５ １
０ 引言
伴 随着 现 代化 生 产 技术 的提高 ，人 们对 产 品
是 作 为 电镀 、 电解 、铸 造 、熔 炼等 加 工设 备 中的 核 心 部 分 ，其 输 出 电流 、输 出 电压 、稳压 精波器 。图 中Ｖ Ｔ ～ＶＴ 均 采用
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电压环带宽取f cv =20kHz,相位域度为45。
电路的环路模型如图2所示。
其中Gp(s根据Buck电路的小信号模型如下:
在Matlab中分析G p (s的环路特性如下;
V in =3.3;R c =0.004;C =1800e -006;L=1e-006;R l =0.061;V omax =1.3;
M O V LX A R 5,@_C N T L _2P 2Z _F d b k :x :
;NetpointertoFdbk(XAR5M O V L X A R 6,_C N T L _2P 2Z _O u t :
x :
;NetpointertoOut(XAR6
M O V LX A R 7,C N T L _2P 2Z _C O E F F :x :
;_CNTL_2P2Z_Refoutputvoltage referencevalue
CNTL_2P2Z.macrox
M O V W D P ,#_C N T L _2P 2Z _R e f :x :M O V LX A R 4,@_C N T L _2P 2Z _R e f :x :
;NetpointertoRef(XAR4
P
W M
中图分类号:F407.61文献标识码:A文章编号:1673-0534(200610(a-0045-02
图3
图4图1电路模型
图2环路模型
(下转47页
因为λ<
0,故当t >20℃时δω>0,即转速表的示值稍高。相对误差为
对于带重锤离心器的转速表所引证的公
证,对于带圆环离心器的转速表同样也是适
用的。
;B2z^2+B1z+B0
;U(z/E(z=-----------;-A2z^2-A1z+1
;U(n=A1*U(n-1+A2*U(n-2+B0*E (n+B1*E(n-1+B2*E(n-2
;U(n-1=>outputfromlastsample cycle
;U(n-2=>outputfrom2samplespast ;E(n=>presenterror
G cz =c 2d(Gc(s,Ts,'t'ustin得到
分解得到:U (n =1.598U (n -1-0.5985U(n-2+12.49E(n-22.81E(n-1+10.41E(n-2
结论:当这个仿真结果用于实际的产品测试中,在从0到15A的动态变化时,只需要30μs的响应时间,这个结果是比较满意的。
随着低成本、高性能D S P的出现,尤其是A /D和P W M性能的大幅提高。D S P控制的开关电源将越来越多地在电源工业中应用。基于DSP的数字控制能实现更丰富的功能控制策略。可以在一个标准化的硬件平台上,通过更新软件满足不同的需求。数字控制器也更少的受到环境变化和噪声的影响。TI公司推出的32位DSPTMS320F28系列,系统时钟达到100MHz,外设集成了高分辨率的PWM模块,转换速率高达160ns的12位A/D。相比TI早期推出的24系列DSP,各方面都有了很大的提高。这些都新功能的出现降低了DSP实用化的难度,然而对于多数电源工程师,他们大多数是模拟方面的专家,对于数字化设计则面临许多技术上的挑战。
1电路模型仿真
B U
C K变换器的电路模型如图所示。
其中各项电路参数如下:
V in =3￣4V ,V o u t =1.2V ,最大输出电流I out =20A,等效负载电阻R L =V out /I out =0.06Ω
最大输出电压V omax =1.3V;
PWM开关工作频率f p w m =250k H z ,电压环采样频率fs=250khz
G p =t f (V in *[Rc*C l 1],[L*C*(1+R c /R l R c *C+L/R
l 1];
sisotool(Gp;
利用Matlab中的Sisotool工具设计一个校正函数Gc(s如下:
校正后的环路特性如Figure4:
利用Matlab中的c2d函数将Gc(s转为离
散形式:
;E(n-1=>errorfromlastsample cycle
;E(n-2=>errorfrom2samplespast ;|y(n-1|0CNTL_2P2Z_DBUFF ;|y(n-2|2;|e(n|4;|e(n-1|6;|e(n-2|8
;|b2=10.41*Q26=0x29a3d70a|0C N T L _2P 2Z _C O E F F
若λ=-4×10-4
,则当温度t=-60℃
时离心式转速表的相对误差(用百分数表示
为:
d%=100%=2×10-4(-60-20100%=-1.6%
由例题可以看出,离心式转速表的温度
误差可能达到较大的数值。
实现的代码:
;Description:
;Performsasecondorderdifference equationoftheform:
;Localc ,O V M
M O VA C C ,*X A R 4;Q 15S U BA C C ,*X A R 5;Q 15LSLACC,#16;Q31;Diffequation
M O V L@C N T L _2P 2Z _D B U F F :x :+4,A C C
2软件实现代码
根据U(n给出在DSPTMS320LF2801中
一个基于D S P的D C /D C开关电源设计方法
章道林
(北京交通大学
摘 要:本文描述了T M S 320F 280X在D C /D C高频开关电源中的设计和应用。通过M A T L A B给出一个B U C K拓扑的D C /D C变换器的波特图,接着设计一个较正环节用来优化变换器环路特性,最后给出D S P的软件编程。关键词:D S PB U C K
;|b1=-22.81*Q26=0xa4c28f5c|2;|b0=12.49*Q26=0x31f5c28f|4;|a2=-0.5985*Q26=0xfd9b22d0|6;|a1=1.598*Q26=0x06645a1c|8;|a0=0|10
;_CNTL_2P2Z_Fdbk:currentout-putvoltageADsample