DSP的大功率开关电源的设计方案(精)
基于DSP的智能功放开关电源设计方案
基于DSP的智能功放开关电源设计方案
1 引言
开关电源以体积小，重量轻，功耗低，效率高，纹波小，噪声低，智能化
程度高，易扩容等，逐渐替代工频电源，广泛应用于各种电子设备。
高可靠性、智能化及数字化是开关电源的发展方向。
音响功放要求电源随着负载变化自动
调整输出电压，进而调节功率，以提高电源动态性能，降低音响功放内部损耗，但目前的开关电源无法实现。
选用TMS320F2812 型DSP 作为功放开关电源的主控制器，设计一种低功耗。
适用于大型功放系统的新型的智能功放开关电源。
2 智能功放开关电源设计
图1 为智能音响功放开关电源的总体原理框图，主电路采用交一直一交一
直的结构。
输入工频220 V 交流电路经滤波电路后，再经单相桥式整流电路输出直流电压；变换电路采用全桥移相逆变电路将前端直流电变换为高频的交流电．然后经二次整流滤波输出稳定的直流电压；检测电路对输出电压信号采样后，送入控制电路，通过改变控制电路输出脉宽占空比来调节输出电压；保护
电路实现过压和过流保护；功率检测电路对变换电路电流采样，当输出功率超
过500 W 时，产生过功率检测信号，驱动控制电路，降低输出电压：辅助电源电路为控制电路和各种运放供电。
2．1 功放开关电源模块
图2 是功放开关电源的主电路，其中Vin 是220 V 交流输入经前端滤波和全波整流得到，电压为300 V。
为全桥逆变电路的输入电压。
VQ1、VQ2、VQ3、VQ4 为IRFP460 型大功率MOSFET，用作变换器开关管。
DSP系统的电源和复位电路设计(精)
单片机与可编程器件ＤＳＰ系统的电源和复位电路设计? 山东大学信息学院王立华?１．ＤＳＰ系统电源电路设计对于任何一个电气系统来说，电源是不可缺少的部分，在ＤＳＰ芯片内部一般需要有五种典型电源：ＣＰＵ内核电源、Ｉ／Ｏ电源、ＰＬＬ（ｐｈａｓｅｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐ）电源、ＦＬＡＳＨ编程电源、模拟电路电源，其中后两种仅Ｃ２０００系列有。
另外根据使用的芯片类型不同，其内核电源、Ｉ／Ｏ电源所需的电压亦有所不同，在设计时所有这几种电源都要由各自的电源供电。
因此ＤＳＰ应用电路系统一般为多电源系统。
在进行电源设计时，需要特别强调的是模拟电路和数字电路部分要独立供电，数字地与模拟地分开，遵循“单点”接地的原则。
系统中的模拟电源（如ＰＬＬ电源、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ电源等）一般由（有噪声的）数字电源产生，主要有两种产生方式：一种是数字电源与模拟电源以及数字地与模拟地之间加铁氧体磁珠（ｆｅｒｒｉｔｅｂｅａｄ）或电感构成无源滤波电路（如图１），铁氧体磁珠在低频时阻抗很低，而在高生电源、地环路。
设计时尽量采用多层板，为电源和地分别安排专用的层，同层上的多个电源、地用隔离带分割，并且用地平面代替地总线，ＤＳＰ都有多个接地引脚，每一个引脚都要单独接地，尽可能地减少负载的数量。
ＤＳＰ系统电源设计中，一般采用单一的＋５Ｖ电源经过ＤＣ／ＤＣ变换得到其它数值的电源电压，如３．３、１．８、２．５Ｖ等。
＋５Ｖ电源一般可通过外部开关电源或交流２２０Ｖ经变压、整流、滤波直接得到，但这样得到的＋５Ｖ电源虽带负载能力强，但是纹波较大，一般不能直接应用到ＤＳＰ系统中，需要再经过ＤＣ／ＤＣ变换将该电压进行隔离稳压处理。
对于＋５Ｖ电源经过ＤＣ／ＤＣ变换得到其它数值的电源电压主要有四种方式：（１）采用低压差式的线性稳压器（ＬＤＯ），如ＴＰＳ７６７Ｄ３１８（双路输出，５Ｖ输入、３．３Ｖ／１．８Ｖ输出）、ＴＰＳ７６８３３（单路输出，５Ｖ输入、３．３Ｖ输出）等。
该种方式电路结构简单，成本低，但功耗大，效率低。
一个基于DSP的DC_DC开关电源设计方法(精)
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
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。
DSP系统的电源和复位电路设计精
DSP系统的电源和复位电路设计(精)单片机与可编程器件ＤＳＰ系统的电源和复位电路设计・山东大学信息学院王立华・１．ＤＳＰ系统电源电路设计对于任何一个电气系统来说，电源是不可缺少的部分，在ＤＳＰ芯片内部一般需要有五种典型电源：ＣＰＵ内核电源、Ｉ／Ｏ电源、ＰＬＬ（ｐｈａｓｅｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐ）电源、ＦＬＡＳＨ编程电源、模拟电路电源，其中后两种仅Ｃ２０００系列有。
另外根据使用的芯片类型不同，其内核电源、Ｉ／Ｏ电源所需的电压亦有所不同，在设计时所有这几种电源都要由各自的电源供电。
因此ＤＳＰ应用电路系统一般为多电源系统。
在进行电源设计时，需要特别强调的是模拟电路和数字电路部分要独立供电，数字地与模拟地分开，遵循“单点”接地的原则。
系统中的模拟电源（如ＰＬＬ电源、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ电源等）一般由（有噪声的）数字电源产生，主要有两种产生方式：一种是数字电源与模拟电源以及数字地与模拟地之间加铁氧体磁珠（ｆｅｒｒｉｔｅｂｅａｄ）或电感构成无源滤波电路（如图１），铁氧体磁珠在低频时阻抗很低，而在高生电源、地环路。
设计时尽量采用多层板，为电源和地分别安排专用的层，同层上的多个电源、地用隔离带分割，并且用地平面代替地总线，ＤＳＰ都有多个接地引脚，每一个引脚都要单独接地，尽可能地减少负载的数量。
ＤＳＰ系统电源设计中，一般采用单一的＋５Ｖ电源经过ＤＣ／ＤＣ变换得到其它数值的电源电压，如３．３、１．８、２．５Ｖ等。
＋５Ｖ电源一般可通过外部开关电源或交流２２０Ｖ经变压、整流、滤波直接得到，但这样得到的＋５Ｖ电源虽带负载能力强，但是纹波较大，一般不能直接应用到ＤＳＰ系统中，需要再经过ＤＣ／ＤＣ变换将该电压进行隔离稳压处理。
对于＋５Ｖ电源经过ＤＣ／ＤＣ变换得到其它数值的电源电压主要有四种方式：（１）采用低压差式的线性稳压器（ＬＤＯ），如ＴＰＳ７６７Ｄ３１８（双路输出，５Ｖ输入、３．３Ｖ／１．８Ｖ输出）、ＴＰＳ７６８３３（单路输出，５Ｖ输入、３．３Ｖ输出）等。
基于DSP控制的大功率开关电源的启动方法
本文作者在研制基于DSP 控制的大功率开关电源过程中,设计了辅助电源启动电路,它采用两路DSP 开出信号实现电源的软启动功能。
本文首先介绍了电源的系统构成,然后对常用的启动方法进行了比较分析并得出它们的优缺点;针对提出辅助电源启动方法,并给出DSP 开出与继电器的接口电路和软件启动流程。
1系统构成开关电源系统框图如图1所示,由主电路和控制系统组成。
控制系统以TI 公司的数字控制芯片TMS320F2812为核心,分数据采样和功率模块触发两部分。
本电源功率为60kW ,主电路的输入级是由三相二极管整流桥和滤波模块构成,整流桥采用1200V 、300A 规格,滤波模块采用400V 、10000μF 的四个电容两串两并构成耐压800V 、容量10000μF 的电容器组。
逆变模块采用1200V 、400A 的IGBT ,由DSP 产生的触发信号实现移相控制。
图1开关电源系统框图2常用启动方法比较分析开关电源上电启动瞬间,输入级的峰值电流非常大(经实验在主电路三相输入电压为150V 时,峰值电流达到1000A 左右。
此类电源一般常用的启动方式有三种:①直接上电启动,②主电路串接电阻启动,③晶闸管整流。
第一种方式峰值电流大,容易造成整流桥的损坏和降低电容的使用寿命。
即使采用LC 滤波方式,由于电源功率等级高,采用合适的非饱和电感存在体积大、成本高的缺点。
第二种方式是在整流桥后主电路中串接限流电阻,待电容器两端电压升至530V 左右时,由开关器件把电阻短路,此后电路进入正常工作状态。
此种方式需要大容量的接触器,也存在体积大成本高的问题。
第三种方式采用晶闸管整流方式,即上电启动时控制晶闸管的触发角,实现整流后电压缓慢上升。
该方式的缺点,一方面是成本高(三相晶闸管整流桥比三相二极管整流桥昂贵,另一方面是需要设计晶闸管触发电路,需要较多工作量。
3辅助电源启动方法本文设计的辅助电源启动电路如图2所示。
该电路由1个三相接触器K4、1个三相整流桥(由6个二极管组成、2个继电器K5、K6和1个限流电阻R 构成。
基于DSP的高压直流开关电源的研制
基于DSP的高压直流开关电源的研制一、本文概述随着现代电力电子技术的飞速发展，高压直流开关电源在电力、能源、通信、工业控制等领域的应用越来越广泛。
其优良的电气性能、高效率、高可靠性以及易于实现智能化控制等特点，使得高压直流开关电源成为现代电源技术的重要发展方向。
本文旨在研究并开发一种基于数字信号处理器（DSP）的高压直流开关电源，以期提高电源系统的整体性能，满足日益增长的电力需求。
本文将首先介绍高压直流开关电源的基本原理和关键技术，包括开关管的控制技术、PWM调制技术、电源效率的提升等。
接着，文章将详细阐述基于DSP的高压直流开关电源的设计思路，包括DSP的选择、电源主电路的设计、控制算法的实现等。
在此基础上，本文将重点探讨如何通过DSP实现电源的高精度控制、快速动态响应以及智能化管理。
文章将给出实际研制的高压直流开关电源的测试结果，并对其性能进行分析和评价。
通过本文的研究，我们期望能够为高压直流开关电源的设计与开发提供新的思路和方法，推动其在各个领域的广泛应用。
也希望本文的研究成果能够对相关领域的科技工作者和研究人员具有一定的参考价值和指导意义。
二、高压直流开关电源理论基础高压直流开关电源（High-Voltage DC Switched-Mode Power Supply，简称HVDC SMPS）是现代电力电子技术的核心组成部分，其理论基础主要涉及到电力电子变换技术、控制理论和电磁兼容等多个领域。
HVDC SMPS的基本工作原理是通过高频开关动作，将输入的交流电或直流电转换为高频交流电，再经过高频变压器升压或降压，最后通过整流滤波电路输出稳定的直流电压。
电力电子变换技术：电力电子变换技术是高压直流开关电源的核心技术，主要包括PWM（脉冲宽度调制）控制、PFM（脉冲频率调制）控制等。
PWM控制技术通过改变开关管的导通时间，实现对输出电压和电流的控制。
PFM控制技术则通过改变开关管的开关频率，实现对输出电压和电流的稳定。
一种基于DSP控制的数控高压电源的设计_图文(精)
第 48卷第 1期电讯技术Vol . 48 No . 12008年 1月Teleco mmunicati on EngineeringJan . 2008文章编号 :1001-893X (2008 01-0106-03一种基于 D SP 控制的数控高压电源的设计3王斌 , 李晋(西南电子设备研究所 , 成都 610036摘要 :介绍了一种应用 DSP 控制实现行波管高压电源的设计。
通过应用 T MS320F2812实现移相软开关技术和功率因素校正 (PFC 技术 , 降低了电源的开关损耗和整体尺寸。
分析了控制原理 , 并且说明了基于 DSP 的移相控制方法。
关键词 :行波管 ; 数字控制高压电源 ; 移相软开关 ; 功率因素校正 ; DSP 中图分类号 :T N86文献标识码 :ADesi gn of B ased on DSP ControlWAN G B in, L I J in(Southwest China I nstitute of Electr onic Equi pment, Chengdu 610036, ChinaAbstract:A design method t o realize the high voltage power supp ly app lied t o the travelling wave tube (T W T based on DSP (D igital Signal Pr ocess or contr ol is intr oduced . By app lying phase -shifted full -bridge and s oft s witch technol ogy and PFC (Power Fact or Correcti on technol ogy, the s witch l oss and the whole size of the power supp ly are reduced . The contr ol theory and phase -shifted contr ol method are als o analysed .Key words:travelling wave tube (T W T ; nu merical contr ol (NC high voltage power supp ly; phase -shif 2ted s oft s witch; PFC; DSP1引言行波管 (T W T 高压电源是卫星通信、雷达发射机的重要组成部分 , 电源的指标、可靠性、工作状态直接关系到通信的灵敏度和质量。
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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。
2 系统的硬件设计
2.1 功率主电路
本电源功率主回路采用“AC-DC-AC—DC”变换的结构，主要由输入电网EMI滤波器、输人整流滤波电路、高频逆变电路、高频变压器、输出整流滤波电路等几部分组成，如图2所示。
图2 功率主电路原理图。