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基于DSP56F8323的移相全橋軟開關DC-DC變換器

作者: 時間:2012-01-16 來源:網絡 收藏
4、控制信號生成方法

  ZVS全橋變換器的移相控制策略,需要四路獨立的驅動信號,各路信號有著固定占空比且上下管不可同時導通。通過調節(jié)對管共同導通的時間也即移相角的大小來調節(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:當前半周期模寄存器的值設為value1時,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。而移相角的產生則是通過改變value1(如圖2示),使得計數器觸發(fā)時間的不同來實現的。


圖2


5、數字控制的算法

  由于PI調節(jié)器算法簡單、可靠性高,一直被廣泛應用于工業(yè)控制,本文的數字調節(jié)器也是采用離散PI算法。電壓環(huán)PI計算中斷讀取輸出電壓采樣的結果,完成電壓環(huán)PI計算,作為電流環(huán)PI計算的基準。同時讀取輸出電流采樣的結果,完成軟件輸出過壓保護和輸出過流保護的功能。電壓環(huán)PI計算公式如下所示:


  式中,Uv(n)為電壓環(huán)計算結果,Ev(n)為輸入誤差,Iv(n)為積分項,K0v為比例系數,K1v為積分系數,Kcorrv為抗飽和系數。Usv的取法如下:

  可見抗飽和項
只在計算結果Uv(n)溢出時才起作用,通常情況下Epiv=0。
  電流環(huán)的計算方法與電壓環(huán)完全相同。不再贅述。電流環(huán)的輸出結果作為輸出移相角的大小。

6、實驗結果

  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。根據電路設計,在大約2/3載時實現了各開關管的ZVS。輸出電壓紋波較小,如圖3示。滿載時突加突卸載也取得了比較好的動態(tài)特性,如圖4、5所示。


圖3:Vi=350V,Po=560W時輸出電壓紋波Vo(CH1,500mv/div),t=500ns/div

  可以看出,輸出電壓的峰-峰值小于1V。達到了比較好的效果。


圖4:Vi=350V,Po:50W→500W時輸出電壓波形,Vo(CH1,2v/div),t=25ms/div

  由圖可以看出,在突加載時,電壓有大約4V的跌落,恢復時間約20ms。


圖5:Vi=350V,Po:500W→50W時輸出電壓波形,Vo(CH1,2v/div),t=25ms/div

  由圖可以看出,突卸負載時電壓有大約6V的過沖,恢復時間約40ms。

7、結論

  1,電壓電流雙環(huán)的PI調節(jié)都是由DSP軟件完成。系統(tǒng)取得了比較好的控制效果。在電力電子數字控制領域,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。

參考文獻:

(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)脈寬調制DC/DC全橋變換器的軟開關技術 阮新波 嚴仰光著 科學出版社 2001


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關鍵詞: DSP 移相全橋

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