基于DSP的1kW高频开关电源的设计.pdfVIP

系 统 决 解 方 案 |0 0 l0 基于DSP的 lkW 高频开关电源的设计 许弟华 (艾帕电力电子有限公司，上海201204) 摘 要 ：设计一种利用 DSP控制方式 实现移相 PWM 的 lkW (48V／21A)开关 电源 ．并根据理论分析实际搭 建一台 样机 ，以验证该方案 的可行性 。 关键词 ：开关 电源 ；DSP：设计方案 0引言 该 DC／DC 电源基 本 电气参 数为 ：输 入 电压 。 380V+15％；输 出电压 48V_5％，电流 21A；输 出功率 ， 由于移相全桥拓扑具有容易实现软开关 的特 不小于lkW。 点．目前在 中大功率场合备受青睐 传统的DC／DC开 关 电源 电路中基本都采用的是模拟控制器 ．相 比较 2主电路设计 而言存在一些缺陷．比如说难 以克服存在的误差和 移相全桥变换器拓扑结构 如 图 2所示 三相 难 以保证系统较高的精确度 以及可靠性等 利用现 380V交流电源经整流滤波之后 ．得到约 540V的直流 有成熟 的DSP控制技术 ．可满足开关 电源数字化发 母线 电压 ，经过 S1一S4的规律开关动作 ，将 转换为 展的要求。其主要优势：采用先进的控制方法和智能 高频的方波脉冲．随后经过高频变压器感应到副边 ． 控制策略，提高电源的智能化程度，提高可靠性 。控 经过全波整流 以及LC滤波得到设计 的直流输 出电 制灵活．系统升级方便 ．甚至可 以在线修改控制算 压。S1一S4均以50％的占空比工作．通过控制两桥臂对 法 ，而不必对硬件 电路做改动 ：避免模拟信号失真 ． 应开关管驱动信号的相位差．补偿输入市电电压波动 便于软件的测试和遥感测试 ．并且具备很强的抗干 及负载波动带来输 出电压 的变化 ．实现稳定 PWM控 扰性 ，更容易采取诊断、容错技术。利用DSP技术实 制 现 PWM控制 ．设计一款能够满足规格要求 的开关 电 源 1电源系统 开关 电源系统结构如图 1所示 ．主电路和DSP的 核心控制 电路是其重要的两个组成部分 电源主要包 括整流滤波电路、移相全桥变换 电路 、高频变压器 以 及输出整流滤波 电路 而控制 电路方面主要包括 PWM信号产生 电路 、IGBT驱动电路 、电压 电流检测 电 路、DSP、保护电路 以及辅助 电源等。 图2 移相全桥变换器拓扑结构 2．1高频变压器 高频变压器是开关 电源的核心器件 ．开关频率 匝 翌 匝亘要=}== 亟口 选择 60kHz．可 以减小开关管的关断损耗 ．又可以兼