鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1081次 | 2019年12月27日
基于DSP的PWM型開關(guān)電源的設(shè)計(jì)
目前，開關(guān)電源以具有小型、輕量和高效的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于以電子計(jì)算機(jī)為主異的各種終端設(shè)備和通信設(shè)備中，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。與之相應(yīng)，在微電子技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，DSP芯片的發(fā)展日新月異，功能日益強(qiáng)大，性價(jià)比不斷上升，開發(fā)手段不斷改進(jìn)，其處理速度比CPU快10～15倍，因此基于DSP芯片的開關(guān)電源可以說(shuō)是天作之保，擁有著廣闊的前景，可用于選進(jìn)的機(jī)載電源中，也是開關(guān)電源今后的發(fā)展趨勢(shì)。
1PWM型開關(guān)電源原理
PWM型開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
市電信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入濾波和整流濾波后實(shí)現(xiàn)AC/DC轉(zhuǎn)換，將電網(wǎng)交流電直接整流為較平滑的直流電，以供下一級(jí)變換;再經(jīng)過(guò)逆變器后實(shí)現(xiàn)DC/AC轉(zhuǎn)換，將整流后的直流電變?yōu)榻涣麟姡@是PWM型開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)PWM控制的核心部分，其頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。最后在通過(guò)輸出整流與濾波，根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。
2PWM控制原理
開關(guān)電源控制原理圖如圖2所示。圖中，開關(guān)K以一定的時(shí)間間隔重復(fù)地接通和斷開，在開關(guān)K接通時(shí)，輸入電源E可通過(guò)開關(guān)K和濾波電路提供給負(fù)載RL為負(fù)載提供能量;為使負(fù)載能得到連續(xù)的能量，開關(guān)穩(wěn)壓電源必須要有一套儲(chǔ)能裝置，在開關(guān)接通時(shí)將一部分能力儲(chǔ)存起來(lái)，在開關(guān)斷開時(shí)，向負(fù)載釋放［4］。圖2中，由電感L、電容C2用以儲(chǔ)存能量，在開關(guān)斷開時(shí)，儲(chǔ)存在電感L和C2中的能量通過(guò)二極管D釋放給負(fù)載，使負(fù)載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量。因二極管D使負(fù)載電流連續(xù)不斷，所以稱為續(xù)流二極管.AB間的電壓平均值EAB可表示為：
EAB=TON|TE（1）
式中，TON為開關(guān)每次接通的時(shí)間，T為開關(guān)通斷的工作周期（即開關(guān)拉通時(shí)間TON和關(guān)斷時(shí)間TOFF之和）。由式（1）可知，開關(guān)接通時(shí)間和工作周期的比例改變，AB間電壓的平均值也隨之改變，因此，隨著負(fù)載及輸入電源電壓的變化自動(dòng)調(diào)整TON和T的比例，便能使輸出電壓V0維持不變。改變接通時(shí)間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比，這種方法為時(shí)間比率控制（TimeRatioControl，縮寫為TRC）［1］。這里按照TRC原理選擇了開關(guān)周期T恒定，通過(guò)改變脈沖寬度TON來(lái)改變占空比，這種方式稱為脈寬調(diào)制方式（PWM），用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓幅值頻率的控制。
