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利用DSP芯片设计PWM开关电源的原理及完整解决方案

? 2018年01月26日 12:07 ? 次阅读

心博天下娱乐平台 www.syycw.cn 目前,开关电源以具有小型、轻量和高效的特点而被广泛应用于以电子计算机为主异的各种终端设备和通信设备中,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式.与之相应,在微电子技术发展的带动下,DSP芯片的发展日新月异,功能日益强大,性价比不断上升,开发手段不断改进,其处理速度比CPU快10~15倍,因此基于DSP芯片的开关电源可以说是天作之保,拥有着广阔的前景,可用于选进的机载电源中,也是开关电源今后的发展趋势.

基于DSP的PWM型开关电源的设计及工作原理分析与仿真验证

利用DSP芯片设计PWM开关电源的原理及完整解决方案

1 PWM型开关电源原理

PWM型开关电源的结构框图如图1所示.

市电信号经过输入滤波和整流滤波后实现AC/DC转换,将电网交流电直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换;再经过逆变器后实现DC/AC转换,将整流后的直流电变为交流电,这是PWM型开关电源实现PWM控制的核心部分,其频率越高,体积、重量与输出功率之比越小.最后在通过输出整流与滤波,根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源.

PWM型开关电源的结构框图

利用DSP芯片设计PWM开关电源的原理及完整解决方案

2 PWM控制原理

开关电源控制原理图如图2所示.图中,开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关K接通时,输入电源E可通过开关K和滤波电路提供给负载RL为负载提供能量;为使负载能得到连续的能量,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部分能力储存起来,在开关断开时,向负载释放[4].图2中,由电感L、电容C2用以储存能量,在开关断开时,储存在电感L和C2中的能量通过二极管D释放给负载,使负载得到连续而稳定的能量.因二极管D使负载电流连续不断,所以称为续流二极管.AB间的电压平均值EAB可表示为:

EAB=TON|T&TImes;E (1)

式中,TON为开关每次接通的时间,T为开关通断的工作周期(即开关拉通时间TON和关断时间TOFF之和).由

基于DSP的PWM型开关电源的设计及工作原理分析与仿真验证

利用DSP芯片设计PWM开关电源的原理及完整解决方案

式(1)可知,开关接通时间和工作周期的比例改变,AB间电压的平均值也随之改变,因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例,便能使输出电压V0维持不变.改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比,这种方法为“时间比率控制”(TIme RaTIo Control,缩写为TRC)[1].这里按照TRC原理选择了开关周期T恒定,通过改变脉冲宽度TON来改变占空比,这种方式称为脉宽调制方式(PWM),用来实现对电压幅值频率的控制.

3 DSP芯片TMS320LF2407简介

TMS320系列DSP的体系结构是专为实时信号处理而设计的,该系列DSP集实时处理能力和控制外设功能于一身,为实现控制系统提供了理想的解决方案.

TMS320LF2407在TMS320 系列的基础上有以下特点:

(a) 高性能10位模/数转换器(ADC)的转换时间为500ns,提供多达16路的模拟输入.

(b) 基于TMS320C2xx第洌的CPU核保证了其与TMS320系列DSP的代码兼容.

(c) 具有两个事件管理器模块EVA和EVB,每个均可提供两个16位通用定时器和八个16位的PWM通道.

(d) 高达24K的FLASH程序存储器.

(e) 可扩展外部存储器.

(f) 五个外部中断(两个驱动保护、复位和两上可屏蔽中断).

主程序流程图

利用DSP芯片设计PWM开关电源的原理及完整解决方案

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开关电源节能的冷关断技术解决方案

如何实现智能产品喇叭振幅和喇叭温度保护

随着智能手机产品轻薄化的流行趋势,喇叭的体积越来越局限,这样造成外放的性能很难提升。同时,音频现在是...

发表于 2018-03-06 10:54 ? 1938次阅读
如何实现智能产品喇叭振幅和喇叭温度保护

开关电源共模电感计算与开关电源变压器共模电感设计...

在开关电源中,由于整流二极管和滤波电容以及电感中的电流或电压急剧变化,产生电磁干扰源(noise),...

发表于 2018-03-03 15:59 ? 526次阅读
开关电源共模电感计算与开关电源变压器共模电感设计...

简单的开关电源电路图大全(六款简单的开关电源电路...

本文主要介绍了简单的开关电源电路图大全(六款简单的开关电源电路设计原理图详解)。在开关电源中电源反馈...

发表于 2018-03-02 09:25 ? 2707次阅读
简单的开关电源电路图大全(六款简单的开关电源电路...

异步FIFO在DSP图像采集系统中的应用

本系统是基于DSP的数字图像处理系统,总体结构设计如图1所示。首先CCD摄像机拍摄视频图像,输出标准...

发表于 2018-02-26 19:57 ? 194次阅读
异步FIFO在DSP图像采集系统中的应用

挑战愈演愈烈,DSP企业该如何守住阵地

不过,程序化行业的市场规模却没有像“口碑”一样,呈现急速下降的趋势,相反,经过野蛮增长期和洗牌期两个...

发表于 2018-02-26 19:51 ? 160次阅读
挑战愈演愈烈,DSP企业该如何守住阵地

高通推处理器AI引擎 GPU和DSP组件首先启用

目前,大多数移动机器学习(ML)任务(如图像或语音识别)都在云中执行。智能手机将数据发送到云端,并将...

发表于 2018-02-26 19:47 ? 255次阅读
高通推处理器AI引擎 GPU和DSP组件首先启用

开关电源中常用的UC384系列芯片的区别解析

UC3842/3843/3844/3845这四种芯片的鉴别方法:用一个0-20V的可调电源接384X...

发表于 2018-02-24 11:18 ? 825次阅读
开关电源中常用的UC384系列芯片的区别解析

解析开关电源中光耦的作用与光耦反馈接法

在一般的隔离电源中,光耦隔离反馈是一种简单、低成本的方式。但对于光耦反馈的各种连接方式及其区别,目前...

发表于 2018-02-17 19:32 ? 2785次阅读
解析开关电源中光耦的作用与光耦反馈接法

DSP核心算法和数据价值的应用

事实上,算法和数据是DSP看不到的底层结构,它们的价值主要体现在三个方面:一是为广告主精准识别和触达...

发表于 2018-02-12 16:39 ? 180次阅读
DSP核心算法和数据价值的应用

DSP虚拟I2C软件包的应用设计案例

TMS320C2XX系列产品,基本包括4根通用I/O口线I/O0~I/O4(由于XF仅能作为输入口线...

发表于 2018-02-12 16:35 ? 271次阅读
DSP虚拟I2C软件包的应用设计案例

FPGA和多DSP的高速视觉测量系统

随着检测节点的增多,视觉测量系统需要处理的数据量也不断增大,对视觉测量系统的测量速度提出了更高的要求...

发表于 2018-02-10 13:21 ? 321次阅读
FPGA和多DSP的高速视觉测量系统

DSP技术应用让设备差异化浓缩

如果您的低端设备多出了500MHz的DSP MIPS,您将如何利用?我想开发者们往往会利用这些运算能...

发表于 2018-02-10 13:15 ? 196次阅读
DSP技术应用让设备差异化浓缩

为汽车音频提供更大存储器的ADI最新DSP方案

与其他DSP器件相比,ADAU146x系列具有无与伦比的并行处理性能、灵活性和系统可扩展性。经济高效...

发表于 2018-02-10 09:36 ? 261次阅读
为汽车音频提供更大存储器的ADI最新DSP方案

开关电源灌胶的目的、要求和对胶的看法 以及EM...

1、防水性,灌封胶将整个产品电气部份严密的包裹起来,与外界完全隔绝;什么水、水气、酸碱盐都挨不到电路...

发表于 2018-02-09 16:01 ? 1668次阅读
开关电源灌胶的目的、要求和对胶的看法  以及EM...

最佳化DSP设计加速自驾车发展

汽车的体系庞大,被视为物联网与AI应用的重要市场,就整体来看,汽车体系包括服务、自动驾驶、传感器、安...

发表于 2018-02-09 13:43 ? 212次阅读
最佳化DSP设计加速自驾车发展

基于DSP芯片的音频信号滤波系统设计方案介绍

20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过...

发表于 2018-02-09 09:58 ? 333次阅读
基于DSP芯片的音频信号滤波系统设计方案介绍

基于FPGA/DSP技术的飞机总线系统通讯软件设...

目前,随着工艺和技术的进步,集成电路技术的发展已经使得在一个芯片上集成一个可编程系统(Program...

发表于 2018-02-08 15:02 ? 258次阅读
基于FPGA/DSP技术的飞机总线系统通讯软件设...

多核DSP成为通信基础设施应用趋势

随着语音、视频和数据“三合一”服务成为业界潮流,下一代有线和无线基础设施对DSP的处理能力要求越来越...

发表于 2018-02-08 14:09 ? 203次阅读
多核DSP成为通信基础设施应用趋势

DSP在射频识别系统中的应用

以TMS320为代表的数字信号处理(DSP)芯片自80年代由TI公司推出以来,已提供了不同系列, 各...

发表于 2018-02-08 10:33 ? 117次阅读
DSP在射频识别系统中的应用

DSP技术在汽车定位防盗系统的应用及体系结构研究

随着人们生活水平的提高,汽车已逐步进入家庭,对汽车防盗的要求越来越高。尽管市场上的汽车防盗器正逐步改...

发表于 2018-02-08 08:51 ? 306次阅读
DSP技术在汽车定位防盗系统的应用及体系结构研究

先进DSP技术在助听器中的应用

很少有应用比现代助听器面临更多的技术限制。在这里,在较小的设计内提高性能水平和降低功耗的需求大于消费...

发表于 2018-02-08 08:48 ? 257次阅读
先进DSP技术在助听器中的应用