基于DSP56F8323的移相全橋軟開關(guān)DC-DC變換器
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
ZVS全橋變換器的移相控制策略，需要四路獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，各路信號(hào)有著固定占空比且上下管不可同時(shí)導(dǎo)通。通過調(diào)節(jié)對管共同導(dǎo)通的時(shí)間也即移相角的大小來調(diào)節(jié)輸出的大小。
如前所述，保持固定的占空比是通過采用半周期重載中斷的方法：當(dāng)前半周期模寄存器的值設(shè)為value1時(shí)，在半周期中斷程序種將其變?yōu)関alue2，但保證(value1+value2)/2為恒值。從而確保了固定的占空比。而移相角的產(chǎn)生則是通過改變value1(如圖2示)，使得計(jì)數(shù)器觸發(fā)時(shí)間的不同來實(shí)現(xiàn)的。
5、數(shù)字控制的算法
由于PI調(diào)節(jié)器算法簡單、可靠性高，一直被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制，本文的數(shù)字調(diào)節(jié)器也是采用離散PI算法。電壓環(huán)PI計(jì)算中斷讀取輸出電壓采樣的結(jié)果，完成電壓環(huán)PI計(jì)算，作為電流環(huán)PI計(jì)算的基準(zhǔn)。同時(shí)讀取輸出電流采樣的結(jié)果，完成軟件輸出過壓保護(hù)和輸出過流保護(hù)的功能。電壓環(huán)PI計(jì)算公式如下所示：
式中，Uv(n)為電壓環(huán)計(jì)算結(jié)果，Ev(n)為輸入誤差，Iv(n)為積分項(xiàng)，K0v為比例系數(shù)，K1v為積分系數(shù)，Kcorrv為抗飽和系數(shù)。Usv的取法如下：
可見抗飽和項(xiàng)
電流環(huán)的計(jì)算方法與電壓環(huán)完全相同。不再贅述。電流環(huán)的輸出結(jié)果作為輸出移相角的大小。
6、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
用以上算法研制的48V輸出、500W的通信電源中，用DSP56F8323控制的移相全橋DC-DC變換器取得了比較好的控制效果。根據(jù)電路設(shè)計(jì)，在大約2/3載時(shí)實(shí)現(xiàn)了各開關(guān)管的ZVS。輸出電壓紋波較小，如圖3示。滿載時(shí)突加突卸載也取得了比較好的動(dòng)態(tài)特性，如圖4、5所示。
可以看出，輸出電壓的峰－峰值小于1V。達(dá)到了比較好的效果。
由圖可以看出，在突加載時(shí)，電壓有大約4V的跌落，恢復(fù)時(shí)間約20ms。
由圖可以看出，突卸負(fù)載時(shí)電壓有大約6V的過沖，恢復(fù)時(shí)間約40ms。
7、結(jié)論
1，電壓電流雙環(huán)的PI調(diào)節(jié)都是由DSP軟件完成。系統(tǒng)取得了比較好的控制效果。在電力電子數(shù)字控制領(lǐng)域，除了TI的24系列外，DSP56800系列是比較好的選擇。
2, 本電源是采用全數(shù)字控制的移相全橋變換器，具有可移植性好、控制板通用以及軟件修改方便等優(yōu)點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)：
(1)DSP56F830016Bit Digital Signal Processor Family Manual.Rev.2.0,Motorola Inc,2002
(2)DSP56F83xx_Peripheral_ManualMotorola Inc,2002
(3)DSP56F8323_Data_Sheet，Motorola Inc,2002
(4)脈寬調(diào)制DC/DC全橋變換器的軟開關(guān)技術(shù) 阮新波 嚴(yán)仰光著 科學(xué)出版社 2001
評論