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电子负载用软开关DC/DC变换器的实现

时间:05-26 来源:互联网 点击:



2.2.2 控制系统硬件设计
  目前的移相控制方式中,普遍使用的是基于3875芯片的PWM脉冲发生电路,其原理是将变换器输出电压采样后与给定电压比较,根据比较结果调节触发脉冲,使输出直流电压控制在给定范围内。这种方法的特点是硬件电路简单,使用方便。缺点是必须借助相应的硬件电路才能抑制逆变变压器单向偏磁所引起的饱和问题。然而,由控制原理可以看出,利用高速微处理器对逆变桥功率管的开关进行实时控制完全可实现以上功能。本文讨论的基于DSP的PWM移相控制电路,可采取多种控制策略,结构简单,可靠性高,能最大限度地节省硬件,能编程实现不同的控制策略,十分灵活。



  控制系统由脉冲发生电路,检测电路和显示电路构成,如图4所示。数字信号处理芯片TMS320F240用作控制核心。TMS320F240是TI公司为满足控制应用而设计的,它有高速信号处理和数字控制功能所必需的体系结构特点,而且它有为电机控制应用提供单片解决方案所必需的外围设备。TMS320F240的指令执行速度是20MIPS,这种高性能使较为复杂的控制算法可以实时执行。其内部集成了16K的FLASHEEPROM,无须扩展程序存储器。LEM模块对变压器原边电流i1进行采样,



经信号调整电路滤波,滞环比较,结果为电平信号作为DSP输入,消除偏磁;过压、过流恒温等物理量经故障信号传感器、故障检测及调整电路转化为电平信号送给DSP,进行相应的控制。死区由4098硬件产生,保证控制的可靠性。
2.3 控制电路软件设计
设置了五个中断:T1定时器中断,CMP1、CMP2、CMP3三个比较中断和PDPint一个保护中断。T1定时器中断用于调整变换频率,CMP1、CMP2、CMP3三个比较中断用于调整输出电压和控制偏磁,PDPint电源保护中断保证当系统处于非正常工作状态时可以紧急停机。流程如图5所示。
3 实验结果及结论



  图6为调制频率为20kHz时的实验波形。图6(a)中,通道1为Q1两端的电压波形,通道2为相应的触发脉冲。可以看出,实现了Q1的零电压开通和关断,Q3同。图6(b)中,通道1为变压器原边电流,通道2为Q4的触发脉冲。可以看出,实现了Q4的零电流开通和关断,Q2同。此外,经实验验证,本方案具有响应速度快,控制灵活可靠的优点。经过测试,变换器的效率达到87%,比传统的硬开关全桥DC/DC逆变器提高了4%,效果比较理想。

参考文献

1 Eun-Soo Kin.An Improved Soft-Switching PWM FBDC/DC Converter for Reducing Conduc tion Losses.IEEE Transactions on Power Electronics,Vol.14,No.2,March 1999
2 阮新波,严仰光.脉宽调制DC/DC变换器的软开关技术.北京:科学出版社,1999 

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