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基于DSP的中频电源的电路或硬件的实现

基于DSP的中频电源的电路或硬件的实现

点击数:7502 次   录入时间:03-04 11:35:59   整理:http://www.55dianzi.com   DSP/FPGA技术

    1)启动电阻为避免电路中开机的瞬间产生的浪涌电流,在电源电路中串接一个功率型热敏启动电阻。启动电阻的作用是当电路启动运行时,电阻值很大,短时间内的压降很大,使得主电路的电压很低,对电子器件的冲击很小;当电路稳定时,又要求启动电阻的阻值很小,这样电阻上的压降小,也即稳定损耗小。因此,启动电阻一般选取负温度系数电阻,开机时热敏电阻温度低,电阻是5 Ω,这时开关管上的电压是电阻降压后的电压值。稳态运行时,自身温度升高,阻值会下降,这样正常工作时热敏电阻上的损耗会减到最小,保证电源的效率。电阻选取为NTC 5D-25,启动时电阻值为5 Ω,而正常工作时阻值为0.070Ω,符合设计要求。

    2)直流端电容在工程上电容的选取有一定的规则,对于用来储能的电容要求不是很高,因此选定了耐压为450 V的铝电解电容。

    3)交流输出电压检测电路一方面将电压反馈至DSP 的A/D 输入口以调整逆变器的输出电压,一方面送至保护电路,当输出电压过高时封锁输出电压脉冲,以上保护信号还可转换成对应的电压信号送至IR2132的脚9(Itrip端),由IR2132的脚8 送出信号,封锁DSP 的PWM 序列输出,达到逆变电路的过压保护。

    2.5 反馈检测电路以及A/D转换电路

    由于中频电源采取闭环控制策略,因此需要对输出电压和电感电流进行检测,并转换为可供A/D转换的信号,由于输出电压和电流信号为模拟正弦波信号,而TMS320LF 2407 内部A/D转换器,输入信号的范围为0~3.3 V的信号。因此必须采用电压检测及信号调理电路。我们采用LEM公司的LV28-P的闭环(补偿)电压霍尔传感器来检测输出电压,调理后达到A/D的输入范围的要求后送入A/D转换通道ADCIN1中。

    电流检测调理电路和电压检测调理电路相似,经过比较调理后送入A/D 转换通道ADCIN2 中。

    2.6 TMS320LF2407A DSP芯片及最小控制系统

    采用DSP来作为中频电源的控制核心有其独特的优势,和普通单片机相比,例如51系列单片机单指令周期是2μs;80C196KC的运算指令周期是125 ns。

    由于速度的限制,运用这些单片机控制的电源很难实现400 Hz正弦波的完美输出。而DSP的运行速度达20 MIPS,几乎所有的指令都可在50 ns的单周期内完成,这就使DSP能提供比传统16位微处理器和微控制器强大得多的功能。16位定点DSP内核有很强的编程能力,能实时处理非常复杂的控制算法,有丰富的指令集、改进的并行结构,支持很高的采样率,减少了循环延时,有强大的外设功能,能降低生产成本,同时使系统具有很强的可编程性,更易于更新和升级。综上所述,将DSP芯片作为整个中频电源系统的核心控制芯片是可行的,具有实际意义的,本系统采用TMS320 LF2407芯片作为核心控制芯片。

    TMS320LF2407A是TI 公司推出的高性能16位数字信号处理器,是定点DSP C2000 平台系列中的一员。专门为电机控制与运动控制数字化优化实现而设计,特别适合于三相异步电动机和逆变器的高性能控制。它集C2xx 内核增强型TMS320设计结构及适用于电机控制的低功耗、高性能、优化外围电路于一体,CPU内部采用增强型哈佛结构,四级流水线作业,几乎每条指令可在25 ns(40 MIPS)完成。

    以TMS320LF2407A DSP 为控制核心的最小控制系统包括电源系统,晶体振荡电路,RAM 以及JATG调试接口。

    3 结语

    本文对电源系统的硬件做了详细的介绍,根据要达到的性能要求对系统的参数进行了具体的设计,尤其对于低通滤波器参数进行了详细探讨,然后对电源系统功率器件的驱动和保护,以及对于输出波形的检测进行了硬件设计,最后对DSP最小控制系统各个部件的硬件设计进行了研究。



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