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基于DSP56F8323的移相全桥软开关DC-DC变换器

作者:时间:2012-01-16来源:网络收藏
1、引言 
    
  随着电力电子技术的发展,对电源的要求也越来越高。模拟电路固有的缺点:精度差,所以对放大器的线性、可处理信号的动态范围有很多限制;温度漂移大,系统调试不方便以及器件老化等问题。这些缺点使得模拟电路在一些要求较高或者对接口、兼容要求高,温度、噪声敏感的场合很难达到令人满意的效果。而随着电路集成技术得提高,数字信号处理器(DSP)的迅猛发展,其性能已经可以满足实时控制的要求;体积小重量轻,可用于小型化、便携电源;而其价格的降低,使得数字控制系统有了更为普及的应用。本文将一种新的DSP应用于移相全桥DC-DC变换器中,取得了较好的效果。主电路拓扑移相全桥变换器的工作原理,很多文献中均已给出,这里限于篇幅,不再赘述。下面先介绍一下新的DSP。

2、DSP56F8323性能介绍

2.1 DSP56F8323的内部主要资源如下:

  (1) 一个脉宽调制模块(Pulse Width Modulator):包括6路PWM输出口,3路电流检测输入口和3路故障信号输入口,支持自动死区设置;
  (2)两个12位模数转换模块(ADCs):包括2
4路模数转换输入口,可对2路模拟信号同时进行采样,ADC与PWM模块可由定时器Timer C同步;
  (3)两个16位定时器单元(TMR):对应7个管脚,Timer A与积分解码器(Quad Decoder)复用,Timer C与PWMA和ADCA复用;
  (4)一个积分解码器模块:与Timer A复用一个管脚;
  (5)一个FlexCAN模块(CAN Version 2.0 B-compliant):两个管脚,分别对应数据传输与接受;
  (6)两个异步串行通信接口模块SCIs(Serial Communication Interfaces); 
  (7)两个同步串行外设接口模块SPIs(Serial Peripheral Interfaces);
  (8)一个专门的外部中断管脚;

2.2 DSP56F8323的特点

  DSP56F8323除了具有DSP共有的一些特点,比如哈佛结构、单周期执行乘加算法外,还具有以下一些新的特点:
  (1)60MHZ的时钟频率。较高的时钟频率使得系统可以有较好的实时性。
  (2)六路PWM输出口可以配置位各自独立输出也可以设置位两两互补输出,还可以有些独立,有些互补输出。比如,0,1路独立,(2,3)(4,5)互补。担需要注意的是,互补输出的设置是有固定配对的,即只可以(0,1)(2,3)(4,5)配对互补输出,而不可以将其他路配对。可以设置各路输出的极性为高有效或者低有效。高有效是指计数器计数到模寄存器的值后,PWM电路输出高电平;低有效则在此时输出低电平。
  (3)PWM输出的两种方式:边沿对齐和中心对齐。
  边沿对齐是指计数器计数到模寄存器的值后,PWM输出发生跳转,然后继续计数到周期寄存器的值,此时PWM再次跳转,而计数器的值清零,从零开始继续计数。此种方式和TI公司的DSP工作方式相同。
  中心对齐是指计数器计数到模寄存器值后,PWM发生跳转,然后继续计数到周期寄存器后不是清零,而是进行减计数,再次计数到模寄存器值后,PWM再发生跳转。此中方式和TI的也相似,不过,不同于TI的是,在这种方式下,此DSP支持半周期中断。所谓半周期中断是指在计数器为零或者计数到周期寄存器值时,DSP可以自动触发中断。在中断程序种可以重载模寄存器的值,从而可以输出不对称的PWM波。这种功能可以方便地实现移相。
  (4)8路12位AD转换器
  AD转换的最高频率可达5MHZ,即每次AD转换只需要200ns。可通过SYNC信号触发与PWM同步。可被配置位顺序或者同时采样,各采样结果被保存到各自的结果寄存器中。支持转换结束中断、过量程中断以及过零中断。
  (5)无需仿真器。程序可以直接从JTAG口装载入片内Flash中,并且软件自带的PCMASTER 可以实时显示各量的变化曲线,也可以在线修改程序中用到的各参数。

3、系统的框架

  如图1所示,采用传统的移相全桥拓扑. DSP配置两对PWM信号为互补输出,根据需要设定一定的死区时间。各管的驱动信号是固定占空比,通过改变移相角来校正输出电压。 DSP的三路AD采样通道分别采样输出电压、输出电流以及原边电感电流三路信号,软件实现电压电流双闭环的PI调节。根据PI调节的输出决定移相角的大小。


图1
 
            

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关键词: DSP、移相全桥

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