www.341.com www.879.com www.356.com www.065.com

当前位置: 香港财神 > 香港财神 > 正文

全数字DC-DC变换器研究

时间:2019-05-10点击:

  本文研究的是移相全桥全数字ZVSDC/DC变换器,具体阐发了它的工做道理,给出了其数字实现方案,并进行了尝试。尝试成果申明了方案的可行性。基于DSP的移相全桥全数字ZVSDC/DC变换器布局简单,工做靠得住,易于实现,调试便利,功能完美,动静态机能取模仿变换器一样好,有很好的使用前景。

  ④16通道10位A/D转换器,具有可编程从动排序功能,4个启动A/D转换的触发源,最快A/D转换时间为375ns。

  这种脉冲生成方式只需用到DSP的PWM1~PWM4的4个口,并且能够操纵死区设置寄放器可编程地间接设置死区,因而很是矫捷便利,简单靠得住。

  系统软件次要有从法式和中缀办事法式两大部门。从程次第要是完成系统初始化、开关机检测、开关机初始化,然后进入从法式轮回期待中缀,图5为从法式流程。中缀办事法式包罗周期中缀法式、下溢中缀法式等。正在周期中缀法式中完成读取电压采样值、数字滤波、实施节制算法、启动电流A/D转换、调理器运算法式等工做。若是系统呈现毛病,则外部硬件发生信号去脉冲放大和整形电,同时发生信号送DSP,发生中缀脉冲输出。为了达到更好的节制结果,调理器采用变参数数字PI算法,其节制思惟是按照电压误差e(k)的正、负及上升、下降趋向,将反馈电压一个周期的波动分为6个区间,正在分歧的区间挪用分歧的PI参数,从而实现最佳PI调理,其数学表达式为:

  ②统一个半桥中,上、下两个开关不克不及同时处于开通形态,每个开关关断到另一个开关开通都要颠末必然的死区时间。

  按照前述方案搭建了尝试系统,尝试中采用三菱公司的智能功率模块(IPM)PM200DSA120做为逆变器的从开关器件。它抗干扰能力强、开关速度较快,功耗较低,具有驱动电源欠压、桥臂对管互锁、过流以及过

  ③具有2个公用于电动机节制的事务办理器(EV),每一个都包含:2个16位通用按时器,8个16位脉宽调制(PWM)输出通道,1个可以或许快速输出的外部引脚/PDPINTx(其形态可从COMCONx寄放器获得),可防止上下桥臂曲通的可编程死区功能,3个捕获单位,1个增量式光电编码器接口。

  UO=DVin/K(D是占空比)。Ton是导通时间,Ts是开关周期(Ts=t12-t0)。通过调理占空比D来调理输出电压UO。

  热等功能。开关频次为fs=10kHz,开通时间为ton=1.4μs,关断时间为toff=2.0μs。尝试波形如图7至图9所示。图7为PWM1、PWM2的互补波形,由图可知,它们之间存正在死区,活该区是可编程的,可按照现实环境来确定。图8为PWM1、PWM3之间的移相15°的波形,该移相角可通过法式来节制,按照给定及负载的大小进行从动调理。图9为T1管的驱动波形,正电压大约为15V,负电压大约为9V。

  移相全桥ZVSDCDC变换器是目前使用最普遍的软开关电之一。做为一种具有优秀机能的移相全桥变换器,其两个桥臂的开关管均正在零电压软开关前提下运转,开关损耗小,布局简单,了曲流电源小型化、高频化的成长趋向,因而正在中大功率DCDC变换场所获得了普遍使用,而系统数字化节制可进一步提高系统的靠得住性。数字化系统具备完整的可编程能力,它使法式点窜、算法升级、功能移植都很是容易,相对于模仿节制体例具有较着的劣势。DCDC变换器的数字化节制是当前的研究热点之一。本文阐发了从电道理,采用TMS320LF2407做为从控芯片实现了ZVSDCDC变换器的全数字节制,并给出了尝试成果。

  ⑨32位累加器和32位地方算术逻辑单位(CALU);16位×16位并行乘,可实现单指令周期的乘法运算;5个外部中缀。

  系统采用电压闭环节制体例,调理器采用变参数数字PI算法,实现了模仿系统难以实现的复杂算法和便利矫捷的移相节制方案。通过一台2kW样机进行了尝试,尝试系统的开关频次为2kHz。

  ①工做电压3.3V,有4种低功耗工做体例。电设想时需考虑电平转换,不要跨越DSP的工做电压。

  能够固定超前臂的驱动正在每一周期的T0时辰发出,那么只需延迟移相角Φ对应的时间再发生全比力事务则能够获得畅后臂的驱动,能够实现0°~180°范畴内的移相。由图4可见,按时器T1的计数体例为持续增减模式,正在计数器T1CNT=0和T1CNT=T1PR时别离更新CMPR1和CMPR2的值,这一过程能够别离正在T1的下溢中缀和周期中缀中完成。设移相角Φ对应的延迟时间为Td,明显正在0~T/2、T/2~T时间段内,CMPR1、CMPR2值的关系可别离暗示如下:

  ZVSPWMDCDC全桥变换器的从电布局如图1所示,其次要波形如图2所示。由图1可见,电布局取通俗双极性PWM变换器雷同。Q1、D1和Q4、D4构成超前桥臂、Q2、D2和Q3、D3构成畅后桥臂;C1~C4别离是Q1~Q4的谐振电容,包罗寄生电容和外接电容;Lr是谐振电感,包罗变压器的漏感;T副方和DR1、DR2构成全波整流电,Lf、Cf构成输出滤波器,RL是负载。Q1和Q3别离超前Q4和Q2必然相位(即移相角),通过调理移相角的大小来调理输出电压。由图2可见,正在一个开关周期中,移相全桥ZVSPWMDCDC变换器有12种开关模态,通过节制4个开关管Q1~Q4,正在A、B两点获得一个幅值为Vin的交换方波电压;颠末高频变压器的隔离变压后,正在变压器副方获得一个幅值为Vin/K的交换方波电压,然后通过由DR1和DR2形成的输出整流桥,获得幅值为Vin/K的曲流方波电压。这个曲流方波电压颠末Lf和Cf构成的输出滤波器后成为一个平曲的曲流电压,其电压值为

  TMS320LF2407A是TI公司设想的一种数字信号处置器,具有接口便利、编程简单、不变性好、精度高、便利以及可反复性等长处。TMS320LF2407A部门功能如下:

  ②单指令周期最短为25ns(40MHz),最高运算速度可达40MIPS,四级指令施行流水线。低功耗,有益于电池供电的场所;而高速度很是合用于电动机的及时节制。

  ③比力互为对角的两对开关管Q1、Q4和Q2、Q3的开关函数波形,Q1的波形比Q4的波形超前0~Ton/2时间,Q2的波形比Q3的波形超前0~Ton/2时间,因而Q1和Q2为超前桥臂,Q3和Q4为畅后桥臂。

  图3为变换器硬件布局框图。由图可见,系统采用闭环节制体例,将变换器两侧的电压、电流经霍尔检测电检测并转换成响应的电压信号进行滤波,所得的反馈信号一方面送入DSP片内进行A/D转换后进行闭环节制运算,同时送到毛病电。本系统电压环采用PI调理器。数字PI调理器按照给定值和反馈信号值进行误差调理,其输出成果决定了超前、畅后臂之间PWM驱动波形移相角的大小,从而使节制量给定量;DSP发出的驱动信号经电平转换电进行电平转换后,送到驱动芯片M57962L构成最终的IGBT驱动信号。毛病电则对电流、电压反馈信号进行判断、处置,正在毛病发生时给出毛病信号并从软件上置PWM为无效体例,硬件上当即IGBT驱动,对系统进行。数码管显示电由带SPI接口的MAX7219和多位数码管构成。MAX7219适合尺度的SPI通信体例,同时还具有译码、驱动及数据锁存功能。每片MAX7219能以扫描体例对4位数码管进行智能化办理,大大降低了微处置器用于及时显示的时间。

  移相是畅后臂驱动相对于超前臂驱动之间的一个周期性延时,其延时角即为移相角。设PWM1/PWM2驱动超前臂开关管,PWM3/PWM4驱动畅后臂开关管,每个桥臂上下两管之间的驱动互补且带死区。正在实现中

  相关链接:

栏目列表