基于DSP2407的多功能电源控制系统设计方案

功率放大，以驱动IGBT。M57959L是日本三菱公司为驱动IGBT而设计的厚膜集成电路，具有封闭性短路保护功能，其实质是一个隔离型放大器，采用光耦合方法实现输入与输出的电气隔离，隔离电压高达2500V；配置了短路／过载保护电路。M57959L驱动电路如图5所示。电阻Rg为 IGBT栅极限流电阻，二极管D1是过载/短路检测二极管，稳压二极管D2用以补偿D1反向恢复时间（在D1反向恢复时间偏长时使用），稳压二极管D3、 D4用于保护IGBT的发射结。

图5 M57959L驱动电路

④ 数据采集电路

多功能电源要实现三种输出特性，即恒压、恒流、脉冲，需要进行恒值控制，因而必须设计精度高、采样速度快的恒值反馈采样电路。由于线性霍尔传感器体积小、外围电路简单、频带宽、动态特性好、寿命长，并具有电磁隔离的功能而被广泛应用于逆变电路中。

数据采集电路采用CHB－500S型霍尔电流传感器对电流采样，其额定电流为500A，输出电流100mA，响应时间小于1μs，采用±15V供电。电压采样采用的是CHV－25P型霍尔电压传感器，其最大量程为500V，输出电流25mA，线性度为0.2％，亦采用±15V供电。霍尔电流传感器输出的微小电流信号首先经过I/V电路转换成电压信号，然后经运算放大器放大缓冲后送入DSP芯片中进行A/D转换。

数据采集电路是DSP微处理器的前向通道，较易受到干扰，因此，在模拟输入端加上RC阻容电路，可以起到低通滤波的作用，减轻噪音的影响。

⑤ 保护电路

TMS320LF2407提供了PDPINTA输入信号，可保证系统中功率转换电路及逆变电路的安全可靠工作。保护电路结构框图如图6所示。过压/欠压检测信号、过流检测信号、过热检测信号经或门综合后，经过反相输入到PDPINTA引脚。若有故障时，或门输出为高电平，该引脚相应为低电平， DSP的PWM输出管脚全部成高阻状态，PWM输出被封锁。整个过程可由硬件实现。

图6 保护电路结构框图

控制系统的软件设计

控制系统的软件主要包括系统初始化程序、ADC采样程序、PWM波生成程序、PID控制算法程序等。软件总体设计流程如图7所示。

图7 主程序流程图

下载 (17.62 KB)

图8 增量式PID控制算法流程图

该系统软件设计采用增量式PID控制算法，根据采样时刻的偏差值计算控制量。采样电路将电压电流信号采集滤波后输入到DSP，经与输入值相比较后进行数字PID运算，从而实现对输出控制量的调节。增量式PID控制算法流程如图8所示。