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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
4、控制信号生成方法

  ZVS全桥变换器的移相控制策略,需要四路独立的驱动信号,各路信号有着固定占空比且上下管不可同时导通。通过调节对管共同导通的时间也即移相角的大小来调节输出的大小。
  如前所述,保持固定的占空比是通过采用半周期重载中断的方法:当前半周期模寄存器的值设为value1时,在半周期中断程序种将其变为value2,但保证(value1+value2)/2为恒值。从而确保了固定的占空比。而移相角的产生则是通过改变value1(如图2示),使得计数器触发时间的不同来实现的。


图2


5、数字控制的算法

  由于PI调节器算法简单、可靠性高,一直被广泛应用于工业控制,本文的数字调节器也是采用离散PI算法。电压环PI计算中断读取输出电压采样的结果,完成电压环PI计算,作为电流环PI计算的基准。同时读取输出电流采样的结果,完成软件输出过压保护和输出过流保护的功能。电压环PI计算公式如下所示:


  式中,Uv(n)为电压环计算结果,Ev(n)为输入误差,Iv(n)为积分项,K0v为比例系数,K1v为积分系数,Kcorrv为抗饱和系数。Usv的取法如下:

  可见抗饱和项
只在计算结果Uv(n)溢出时才起作用,通常情况下Epiv=0。
  电流环的计算方法与电压环完全相同。不再赘述。电流环的输出结果作为输出移相角的大小。

6、实验结果

  用以上算法研制的48V输出、500W的通信电源中,用DSP56F8323控制的移相全桥DC-DC变换器取得了比较好的控制效果。根据电路设计,在大约2/3载时实现了各开关管的ZVS。输出电压纹波较小,如图3示。满载时突加突卸载也取得了比较好的动态特性,如图4、5所示。


图3:Vi=350V,Po=560W时输出电压纹波Vo(CH1,500mv/div),t=500ns/div

  可以看出,输出电压的峰-峰值小于1V。达到了比较好的效果。


图4:Vi=350V,Po:50W→500W时输出电压波形,Vo(CH1,2v/div),t=25ms/div

  由图可以看出,在突加载时,电压有大约4V的跌落,恢复时间约20ms。


图5:Vi=350V,Po:500W→50W时输出电压波形,Vo(CH1,2v/div),t=25ms/div

  由图可以看出,突卸负载时电压有大约6V的过冲,恢复时间约40ms。

7、结论

  1,电压电流双环的PI调节都是由DSP软件完成。系统取得了比较好的控制效果。在电力电子数字控制领域,除了TI的24系列外,DSP56800系列是比较好的选择。
  2, 本电源是采用全数字控制的移相全桥变换器,具有可移植性好、控制板通用以及软件修改方便等优点。

参考文献:

(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)脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术 阮新波 严仰光著 科学出版社 2001


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关键词: DSP、移相全桥
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