亚洲色图|欧美色图|亚洲色吧 DC-DC变换器原融会析
系统接纳电压闭环限制形势亚洲色图|欧美色图|亚洲色吧，诊治器接纳变参数数字PI算法，兑现了模拟系统难以兑现的复杂算法和省略天果真移相限制决议。通过一台2 kW样机进行了实验，实验系统的开关频率为2 kHz。
本文援用地址：https://www.eepw.com.cn/article/201710/366523.htm序论
移相全桥ZVS DCDC变换器是现在应用最无为的软开关电路之一。行为一种具有优良性能的移相全桥变换器，其两个桥臂的开关管均在零电压软开关条目下运行，开关损耗小，结构粗略，适应了直流电源袖珍化、高频化的发展趋势，因此在中大功率DCDC变换风光得到了无为应用，而系统数字化限制可进一步缓助系统的可靠性。数字化系统具备竣工的可编程才智，它使要津修改、算法升级、功能移植齐绝顶容易，联系于模拟限制形势具有显然的上风。DCDC变换器的数字化限制是面前的谈论热门之一。本文分析了主电路旨趣，接纳TMS320LF2407行为主控芯片兑现了ZVS DCDC变换器的全数字限制，并给出了实验收尾。
1 主电路拓扑及责任旨趣
ZVS PWM DCDC全桥变换器的主电路结构如图1所示，其主要波形如图2所示。由图1可见，电路结构与夙昔双极性PWM变换器类似。 Q1、D1 和Q4、D4组成超前桥臂、Q2、D2和Q3、D3组成滞后桥臂;C1～C4差别是Q1～Q4的谐振电容，包括寄生电容和外接电容;Lr是谐振电感，包括变压器的漏感;T副方和DR1、DR2组周至波整流电路，Lf、Cf组成输出滤波器，RL是负载。Q1和Q3差别超前Q4和Q2一定相位（即移相角），通过诊治移相角的大小来诊治输出电压。由图2可见，在一个开关周期中，移相全桥ZVS PWM DCDC变换器有12种开关模态，通过限制4个开关管 Q1～Q4，在A、B两点得到一个幅值为Vin的疏导方波电压;经过高频变压器的拆开变压后，在变压器副方得到一个幅值为Vin/K的疏导方波电压，然后通过由DR1和DR2组成的输出整流桥，得到幅值为Vin/K的直流方波电压。这个直流方波电压经过Lf和Cf组成的输出滤波器后成为一个笔直的直流电压，其电压值为
UO=DVin/K（D是占空比）。Ton是导通手艺，Ts是开关周期（Ts=t12-t0）。通过诊治占空比D来诊治输出电压UO。
图1 变换器主电路结构
图2 变换器主要波形
由波形图可见，移相全桥电路限制形势的性情是：
① 在一个开关周期Ts内，每个开关导通手艺齐略小于Ts/2，而关断手艺略大于Ts/2。
文爱电报② 合并个半桥中，上、下两个开关不行同期处于敞开景况，每个开关关断到另一个开关敞开齐要经过一定的死区手艺。
③ 比拟互为对角的两对开关管Q1、Q4和Q2、Q3的开关函数波形，Q1的波形比Q4的波形超前0~ Ton/2手艺，Q2的波形比Q3的波形超前0~ Ton/2手艺，因此Q1和Q2为超前桥臂， Q3和Q4为滞后桥臂。
2 限制芯片TMS320LF2407A
TMS320LF2407A是TI公司缠绵的一种数字信号处理器，具有接口省略、编程粗略、恬逸性好、精度高、省略以及可类似性等优点。TMS320LF2407A部分功能如下：
① 责任电压3.3 V，有4种低功耗责任形势。电路缠绵时需酌量电平转化，不要进步DSP的责任电压。
② 单辅导周期最短为25 ns（40 MHz），最高运算速率可达40MIPS，四级辅导实验活水线。低功耗，故意于电板供电的风光;而高速率绝顶适用于电动机的及时限制。
③ 领有2个专用于电动机限制的事件处治器（EV）亚洲色图|欧美色图|亚洲色吧，每一个齐包含：2个16位通用定时器，8个16位脉宽调制（PWM）输出通谈，1个偶而快速阻滞输出的外部引脚/PDPINTx（其景况可从COMCONx寄存器获取），可退避高下桥臂纵贯的可编程死区功能，3个捕捉单位，1个增量式光电位置编码器接口。
④ 16通谈10位A/D转化器，具有可编程自动排序功能，4个启动A/D转化的触发祥，最快A/D转化手艺为375 ns。
⑤ 限制器局域网（CAN）2.0B模块。
⑥ 串行接口SPI和SCI模块。
⑦ 基于锁相环的时钟发生器（PLL）。
⑧ 41个通用I/O引脚。
⑨ 32位累加器和32位中央算术逻辑单位（CALU）;16位×16位并行乘法器，可兑现单辅导周期的乘法运算;5个外部中断。
⑩ 1149.11990 IEEE次第的JTAG仿真接口。
很宽的责任温度范畴，夙昔级为-40～85 ℃，异常级为-40～125 ℃。
3 系统的数字兑现
图3为变换器硬件结构框图。由图可见，系统接纳闭环限制形势，chengrenwang将变换器两侧的电压、电流经霍尔检测电路检测并转化成相应的电压信号进行滤波，所得的反映信号一方面送入DSP片内进行A/D转化后进行闭环限制运算，同期送到故障保护电路。本系统电压环接纳PI诊治器。数字PI诊治器字据给定值和反映信号值进行偏差诊治，其输出收尾决定了超前、滞后臂之间PWM驱动波形移相角的大小，从而使限制量追踪给定量;DSP发出的驱动信号经电平转化电路进行电平转化后，送到驱动芯片M57962L造成最终的IGBT驱动信号。故障保护电路则对电流、电压反映信号进行判断、处理，在故障发生时给出故障信号并从软件上置 PWM为无效形势，硬件上立即阻滞IGBT驱动，对系统进行保护。数码管流露电路由带SPI接口的MAX7219和多位数码管组成。MAX7219允洽次第的SPI通讯形势，同期还具有译码、驱动及数据锁存功能。每片MAX7219能以扫描形势对4位数码管进行智能化处治，大大裁减了微处理器具于及时流露的手艺。
图3 变换器硬件结构框图
3.1 基于DSP的笔直移相脉冲生成方法
移相是滞后臂驱动联系于超前臂驱动之间的一个周期性延时，其延时角即为移相角。设PWM1/PWM2驱动超前臂开关管，PWM3/PWM4驱动滞后臂开关管，每个桥臂高下两管之间的驱动互补且带死区。在兑现中
图4 基于DSP的笔直移相脉冲生成方法
不错固定超前臂的驱动在每一周期的T0时刻发出，那么惟有蔓延移相角Φ对应的手艺再发生全比拟事件则不错得到滞后臂的驱动，不错兑现0°～180°范畴内的目田移相。由图4可见，定时器T1的计数形势为运动增减阵势，在计数器T1CNT=0和T1CNT=T1PR时刻别更新CMPR1和CMPR2的值，这一过程不错差别在T1的下溢中断和周期中断中完成。设移相角Φ对应的蔓延手艺为Td，明显在0～T/2、T/2～T手艺段内，CMPR1、CMPR2值的联系可差别暗示如下：
这种脉冲生成方法只需用到DSP的PWM1～PWM4的4个口，况且不错应用死区确立寄存器可编程地笔直确立死区，因此绝顶天真省略，粗略可靠。
3.2 系统软件缠绵
系统软件主要有主要津和中断作事要津两大部分。主要津主如若完成系统运出动、开关机检测、开关机运出动，然后插足主要津轮回恭候中断，图5为主要津历程。中断作事要津包括周期中断要津、下溢中断要津等。在周期中断要津中完成读取电压采样值、数字滤波、实施限制算法、启动电流A/D转化、诊治器运算要津等责任。如果系统出现故障，则外部硬件产生信号去阻滞脉冲放大和整形电路，同期产生信号送DSP，产生中断阻滞脉冲输出。为了达到更好的限制成果，诊治器接纳变参数数字PI算法，其限制念念想是按照电压弊端e（k）的正、负及飞腾、下落趋势，将反映电压一个周期的波动分为6个区间，在不同的区间调用不同的 PI参数，从而兑现最好PI 诊治，其数学抒发式为：
其要津历程如图6所示。
图5 主要津历程 图6 变参数PI算法历程
4 实验收尾
字据前述决议搭建了实验系统，实验中接纳三菱公司的智能功率模块（IPM）PM200DSA120行为逆变器的主开关器件。它抗干涉才智强、开关速率较快，功耗较低，具有驱动电源欠压保护、桥臂对管互锁保护、 过流保护以及过热保护等功能。开关频率为fs=10 kHz，敞开手艺为ton=1.4 μs，关断手艺为toff=2.0 μs。实验波形如图7至图9所示。图7为 PWM1、PWM2的互补波形，由图可知，它们之间存在死区，活该区是可编程的，可字据本色情况来细目。图8为PWM1、PWM3之间的移相15°的波形，该移相角可通过要津来限制，字据给定及负载的大小进行自动诊治。图9为T1管的驱动波形，正电压大要为15 V，负电压大要为9 V。
图7 PWM1、PWM2的互补波形
图8 PWM1、PWM3移相15°波形
图9 IGBT的驱动波形
5 论断
本文谈论的是移相全桥全数字ZVS DC/DC变换器，具体分析了它的责任旨趣，给出了其数字兑现决议，并进行了实验。实验收尾表现了决议的可行性。基于DSP的移相全桥全数字ZVS DC/DC变换器结构粗略，责任可靠，易于兑现亚洲色图|欧美色图|亚洲色吧，调试省略，功能完善，动静态性能与模拟变换器相似好，有很好的应用出路。