燃料電池車用大功率DC/DC變換器電磁兼容性研究

　　大功率DC/DC變換器軟件程序抗干擾設(shè)計(jì)

　　大功率DC/DC變換器通常采用DSP控制，軟件程序的抗干擾性設(shè)計(jì)同樣非常重要。大功率DC/DC變換器軟件抗干擾主要從兩個(gè)方面來考慮：DSP抗干擾技術(shù)和軟件濾波抗干擾技術(shù)，前者主要是抵御因干擾造成的程序“跑飛”，后者主要是消除信號(hào)中的干擾以提高系統(tǒng)精度。

　　DSP抗干擾技術(shù)

　　在FCEV用大功率DC/DC變換器的運(yùn)行中，一旦控制系統(tǒng)的DSP受干擾，將會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，甚至使整個(gè)燃料電池電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)癱瘓，所以在設(shè)計(jì)實(shí)際系統(tǒng)時(shí)，均考慮萬一出現(xiàn)干擾時(shí)，DSP系統(tǒng)自身的抵御措施。

　　為了提高DSP的抗干擾性，在新型DSP控制器(如TMS320LF2407A)內(nèi)部集成了看門狗定時(shí)器模塊(WDT)[9]，用于程序運(yùn)行監(jiān)視，是一種軟硬件結(jié)合的抗程序跑飛措施。WDT硬件主體是一個(gè)用于產(chǎn)生定時(shí)T的計(jì)數(shù)器或單穩(wěn)觸發(fā)器，該計(jì)數(shù)器或單穩(wěn)觸發(fā)器基本獨(dú)立運(yùn)行，其定時(shí)輸出端接至DSP的復(fù)位線，而其定時(shí)清零則由DSP軟件控制。

　　在正常情況下，程序啟動(dòng)WDT后，并在一定時(shí)時(shí)間T內(nèi)將其清零復(fù)位，這樣WDT的定時(shí)溢出就不會(huì)發(fā)生，如同睡眠一般不起任何作用。在受到干擾的異常情況下，CPU時(shí)序邏輯被破壞，程序執(zhí)行混亂，不可能周期性地將WDT清零，這樣當(dāng)WDT的定時(shí)溢出時(shí)，其輸出使DSP系統(tǒng)復(fù)位，CPU擺脫因一時(shí)干擾而陷入的癱瘓狀態(tài)。

　　軟件濾波技術(shù)

　　本文采用軟件濾波技術(shù)對(duì)FCEV用大功率DC/DC變換器的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。大功率DC/DC變換器將采集到的模擬量經(jīng)過濾波后送至DSP控制器的A/D轉(zhuǎn)換通道，通過軟件編程啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，將取得的采樣值存入A/D內(nèi)置寄存器中。

　　DSP周圍的干擾信號(hào)多呈毛刺形狀，作用時(shí)間比較短。DSP對(duì)模擬量進(jìn)行采樣時(shí)，可對(duì)同一模擬量多次進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將多次采樣值暫存在內(nèi)部數(shù)據(jù)區(qū)中。當(dāng)多次采樣結(jié)束后，采用數(shù)據(jù)平滑濾波算法和多次采樣求均值的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這樣可以增強(qiáng)軟件程序抗干擾性，提高數(shù)據(jù)采樣的準(zhǔn)確度和精度。

　　結(jié)語

　　本文從大功率DC/DC變換器主要電磁干擾源及抑制措施、控制電路板的信號(hào)隔離以及軟件程序的抗干擾設(shè)計(jì)三個(gè)方面對(duì)FCEV用大功率DC/DC變換器的電磁兼容性進(jìn)行了研究，有效的解決了FCEV用大功率DC/DC變換器電磁干擾問題。采用上述電磁兼容設(shè)計(jì)的FCEV用大功率DC/DC變換器現(xiàn)已成功應(yīng)用在由清華大學(xué)研制的燃料電池城市客車上，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足整車使用要求，運(yùn)行效果良好。

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