基于DSP2407的多功能電源控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
驅(qū)動(dòng)電路的作用是將SG3525輸出的2路PWM 脈沖進(jìn)行功率放大，以驅(qū)動(dòng)IGBT。M57959L是日本三菱公司為驅(qū)動(dòng)IGBT而設(shè)計(jì)的厚膜集成電路，具有封閉性短路保護(hù)功能，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)隔離型放大器，采用光耦合方法實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的電氣隔離，隔離電壓高達(dá)2500V；配置了短路／過(guò)載保護(hù)電路。M57959L驅(qū)動(dòng)電路如圖5所示。電阻Rg為IGBT柵極限流電阻，二極管D1是過(guò)載/短路檢測(cè)二極管，穩(wěn)壓二極管D2用以補(bǔ)償D1反向恢復(fù)時(shí)間（在D1反向恢復(fù)時(shí)間偏長(zhǎng)時(shí)使用），穩(wěn)壓二極管D3、D4用于保護(hù)IGBT的發(fā)射結(jié)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/181247.htm
圖5 M57959L驅(qū)動(dòng)電路
④ 數(shù)據(jù)采集電路
多功能電源要實(shí)現(xiàn)三種輸出特性，即恒壓、恒流、脈沖，需要進(jìn)行恒值控制，因而必須設(shè)計(jì)精度高、采樣速度快的恒值反饋采樣電路。由于線性霍爾傳感器體積小、外圍電路簡(jiǎn)單、頻帶寬、動(dòng)態(tài)特性好、壽命長(zhǎng)，并具有電磁隔離的功能而被廣泛應(yīng)用于逆變電路中。
數(shù)據(jù)采集電路采用CHB－500S型霍爾電流傳感器對(duì)電流采樣，其額定電流為500A，輸出電流100mA，響應(yīng)時(shí)間小于1μs，采用±15V供電。電壓采樣采用的是CHV－25P型霍爾電壓傳感器，其最大量程為500V，輸出電流25mA，線性度為0.2％，亦采用±15V供電?；魻栯娏鱾鞲衅鬏敵龅奈⑿‰娏餍盘?hào)首先經(jīng)過(guò)I/V電路轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后經(jīng)運(yùn)算放大器放大緩沖后送入DSP芯片中進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
數(shù)據(jù)采集電路是DSP微處理器的前向通道，較易受到干擾，因此，在模擬輸入端加上RC阻容電路，可以起到低通濾波的作用，減輕噪音的影響。
⑤ 保護(hù)電路
TMS320LF2407提供了PDPINTA輸入信號(hào)，可保證系統(tǒng)中功率轉(zhuǎn)換電路及逆變電路的安全可靠工作。保護(hù)電路結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示。過(guò)壓/欠壓檢測(cè)信號(hào)、過(guò)流檢測(cè)信號(hào)、過(guò)熱檢測(cè)信號(hào)經(jīng)或門綜合后，經(jīng)過(guò)反相輸入到PDPINTA引腳。若有故障時(shí)，或門輸出為高電平，該引腳相應(yīng)為低電平， DSP的PWM輸出管腳全部成高阻狀態(tài)，PWM輸出被封鎖。整個(gè)過(guò)程可由硬件實(shí)現(xiàn)。
圖6 保護(hù)電路結(jié)構(gòu)框圖
控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)的軟件主要包括系統(tǒng)初始化程序、ADC采樣程序、PWM波生成程序、PID控制算法程序等。軟件總體設(shè)計(jì)流程如圖7所示。
圖7 主程序流程圖
圖8 增量式PID控制算法流程圖
該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用增量式PID控制算法，根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差值計(jì)算控制量。采樣電路將電壓電流信號(hào)采集濾波后輸入到DSP，經(jīng)與輸入值相比較后進(jìn)行數(shù)字PID運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出控制量的調(diào)節(jié)。增量式PID控制算法流程如圖8所示。
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