基于DSP的数字开关电源系统分析

0引言
我们将利用当前的电力电子技术来对于开关管开统一关闭时的比率进行控制，从而达到输出电压在总体上具有较高稳定性的电源称为开关电源。

开关电源主要包括PWM（脉冲宽度调制）控制IC以及MOSFET两个部分来共同组成。

开关电源与其他的电源相比不仅具有重量轻而且体积相对较小等优点，而且其最大的优势是整体效率更高。

文章主要就
DSP数字开关电源系统进行研究和探讨。

1DSP的相关概述
DSP（数字信号处理）的性质是一种基于数字运算处理的信息微处理器，迄今性工作的主要原理为：首先将模拟信号经过模数转换器转换成为排序为0以及1的数字序列，随后采用IFFT以及数字滤波等方式来进行数字的运算以及处理。

并且将所获取到的相关信号通过自身所具备的算法完成数字信号到控制量的转化和生成，最后通过PWM信号或者数模信号的转换器将其转化成为模拟信号或者是控制量[1]。

由于DSP本身具有很强的计算能力而且能够灵活的进行编程，目前我们采用DSP能够最多处理多大数亿条的各种相关的计算质量，与其他的相关处理器相比DSP在数字信号的处理方面具有其他处理器不可比拟的巨大优势。

2基于DSP的数字开关电源的整体设计
以DSP为核心的数字开关电源具有非常强的综合性，该系统本身主要有软件以及其他的两个系统来共同的进行组成。

整个电路的开发以及设计的过程包含了电子工程以及软件工程等多个方面的相关的专业知识。

文章主要以飞思卡尔公司生产的MC56F8323型号的开关电源，来对于DSP系统之下的数字开关电源来进行整体的硬件设计和分析。

基于DSP芯片系统的数字开关电源主要由5个部分共同组成，分别为：EMC模块、DC—DC模块、控制器模块、EMC 模块以及驱动电路和控制器。

这其中，EMC模块起到的作用
基于DSP的数字开关电源系统分析
王岩
（天津航空机电有限公司，天津300308）
摘要:DSP（数字信号处理）是一项具有强大处理能力的新型技术。

将其应用在开关电源上面势必会在很大程度上提升开关电源的整体性能。

文章首先针对DSP技术进行必要的介绍，并且对于DSP在数字开关电源系统当中的应用进行分析，希望更好地将DSP应用数字开关系统当中起到一定的参考作用。

关键词:DSP；开关电源；模块；分析
中图分类号:TL503.5文献标识码:A文章编号:1673-1069(2017)02-151-2
村环境的污染情况，从而制定科学合理的治理方案，因此，我们要增加乡镇环保机构人员和设备的配备，加大农村环境质量的监测力度。

一旦监管力度和惩处力度不够就很容易松懈，从而纵容了一些环境质量监测人员的惰性，使得工作难以开展，寸步难行。

所以，加大处罚力度，奖罚明确也起到重要作用。

2.3培养污染治理人才，加强宣传教育
人才是强国之本，农村环境治理同样需要人才的参与。

培养污染治理人才，有利于我们制定科学合理的农村环境治理方案，积极推进农村环境污染治理工作。

农村环境治理要以村为单元，以民众为主体，这就要求政府要加强环境保护知识的宣传，使民众树立起环境保护意识、调动民众的积极性，使民众自觉参与农村环境治理工作。

同时，也要加强基层领导干部环保培训，使领导干部真正重视农村环境治理工作。

3加强法律意识,认识环保的重要性
为何环境污染愈加严重，农村环境得不到妥善治理，有很大一部分原因在于人们的法律意识比较淡薄，环保意识不够强，或者说了解甚少，缺少对环境保护的意识与责任。

法律宣传不到位，人们只有在身体出现严重问题时才稍微重视起水污染、土壤污染、空气污染，甚至农作物的污染。

导致很多地区出现地方病，地区癌症患者增多，所以要从法律开始重视，宣传要做到位，环保知识要普及到位，让每一位居民从心中都认识到环境保护的重要性，以身作则。

这样，才能有效的把环保工作做好。

4结语
农村环境的污染现状加剧，其一是大多污染企业迁移到农村，使得周边环境污染严重，农作物也因此受到一定污染，周边居民身体健康得不到保障。

二是农村人民法律意识较为淡薄。

对环保重要性的认识不够强烈，使得环境污染不但没有被控制，反而加剧。

所以，树立起人们的环保意识尤为重要。

一旦产生污染，就会危机更多人的身体健康，并且再实施治理方案，达到理想治理效果会难上加难。

参考文献
[1]毛杰.农村环境污染成因及对策分析[J].资源节约与环
保，2016(8).
[2]唐兆民.我国农村畜禽养殖对环境污染现状与防治的研
究[J].环境科技，2011,24(1).
[3]肖萍.论我国农村环境污染的治理及立法完善[J].江西
社会科学,2011(6).
[4]黄山松.我国农村水污染现状及防治对策[J].工程与建
设，2008(02).
[5]罗兰.我国地下水污染现状与防治对策研究[J].中国地
质大学学报(社会科学版)，2008(02).
[6]陈峰滔.试论农村水污染的治理[J].海峡科学，2007(05).
[7]安鑫龙,周启星.水产养殖自身污染及其生物修复技术[J].环境污染治理技术与设备，2006(09).
[8]唐克旺,吴玉成,侯杰.中国地下水资源质量评价(Ⅱ)———
地下水水质现状和污染分析[J].水资源保护，2006(03).
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主要是对于当前220V市电当中的共模以及差模的干扰来进行消除，另外EMC模块还能够在很大程度上消除因为电网开关过程当中所产生的电磁高频干扰进入市电系统当中，其最主要的作用就是消除电磁的高频干扰[2]。

对于置电流电压自身的稳定输出的基本状况进行监控，并且对于电压输出的基本状况以及电源的基本运行状态进行及时反馈；随后可以针对性地进行控制措施的实施，随后还能够提供MOSFET的驱动能力。

3DSP下的数字开关的模块设计以及实现方式
3.1EMC以及整流电力模块
EMC模块的主要作用就是对于当前国内的220V市电当中因为差模或者共模所引起的相关干扰进行消除，而且其本身对于开关管在工作当中产生的高频干扰进入到市电当中也具有一定的消除作用，最终能够达到减少所受到的相关干扰的目的。

处理电路当中的交流电是整流电路自身的最主要的作用，而且其还能够帮助完成负半周向正半周转化的作用，其最终的目的就是将交流电经过一系列的转化成为直流电。

整流电路以及EMC的整体组成主要包括以下几个结构：公模电容、差模电容、公模电容、热敏电子以及整流桥。

而其中热敏电阻属于保护性装置[1]。

整个系统在进行启动的阶段当中，电阻无疑是非常大的，但是此过程当中电流却相对较小。

而其中电阻过大会导致整个系统产生大量的热量，最终使得整个系统的发热比较严重。

整个系统进入正常的运行状态之后，系统的电流量也势必会得到很大程度的提升，而此时通过系统的电流也正处于相对较高的水平上。

因此，如果我们在系统当中采用热敏型电阻就能够在很大程度上降低因为系统的启动而产生的冲击电流，进而防止产生插座的打火等相关的现象，其最终的作用就是为了保护电源以及插座的安全，并且起到避免因为插座和电源产生火灾以及其他的相关灾害。

我们在避免相关灾害产生的危害的模块设计的过程当中，虽然要求共模以及差模的电容越大，其最终所起到的作用也就越好，但是如果共模与差模的电容越大其接地的电流也越大，尤其是在当前相关的保护措施还不够完善的大背景之下，其风险也就会越高，因此我们在进行系统设计的过程当中应该注意差模电容以及共模电容的设计应该控制在1nF之内[4]。

3.2PFC模块电路设计及实现
此种电路主要由一极管、MOS管以及电感元件三个部分共同组成，由于MOS管道本身是一个通路，因此系统当中的一极管需要承受多达400V的电压，另外一极管当中的截至频率以及导通更高，在此情况之下如果想要恢复能力相对更快的一极管通路，MOS管自然也就需要承受更高伏特的电压，也就是说我们尽量要去选择内阻相对更小的MOS管而且在电感的选择上面，我们则需要根据相关的情况来进行电感的最终选择，从而更好地避免出现饱磁的状况。

3.3主DC/DC电路模块
由于开关电源输入的电压比安全电压明显更高，在此背景之下，我们进行电路模块设计的过程当中通常将其设计成为隔离电源，从而达到对于输入的高电压以及输出的低电压进行隔离的目的。

隔离电源的设计结构主要包括以下几种形式：全桥式、半桥式、单端正激、双端正激、单端反激等拓扑式结构。

以上每一种的拓扑式结构本身又具有自己的优点以及缺点，比如，我们通常在100W以下的开关电源上面使用单端反激结构；输入电压明显比开关耐压性更低的状况下，通常采用双端反激电源；如果想提升开关整体的电源耐力则采用单端正激结构，通常情况之下，其可以承受整个电源压力的两倍；当开关本身具有较高的耐下行时，MOS管中导通电阻在此状况下会显得较小。

因此我们如果采用此类的方式进行设计，对于最终实现高效的电流以及电压的双端征集机构的设计具有积极意义，对于保护整体的安全性具有积极的意义。

3.4内置A/D转换模块设计与实现
文章所研究的M C56F8323本身就具有A/D转换功能模块，因此我们在进行模块的设计过程当中无须进行A/D 转换功能模块的加设。

我们可以采用BAV99模块来达到保护电路的目的，随后还需要进行低通滤波器的安装从而达到降低噪声的作用。

DSP本身位于低压的二次侧，因此我们首先需要采用放大器将一次侧的电流信号进行隔离放大处理，随后完成二次侧的输入，最终完成AD的内采样。

4结语
总的说来，固然DSP芯片的整体结构较为复杂，而且总体的制造成本偏高、整体控制技术的难度相对较大而且掌握起来相对较为困难，目前市场上也有一部分的单片机可以实现DSP芯片的漏泄功能，但是总体来看，DSP芯片为核心的数字开关电源本身还是具有非常强大的数据处理能力、比单片机更为强大的数据处理速度和更为强大的数据处理速度，并且其还具有实时控制的能力。

DSP芯片本身强大的控制能力以及强大的数据处理能力都是目前其他的相关技术所不能代替的，其能够最快速度地实现各种复杂的控制算法，最终实现对于电源的高质量控制。

参考文献
[1]王爱玲，房亚明，冯晶.基于DSP控制的数字开关电源
综述[J].通信电源技术，2012，29（1）：27-28. [2]陈晨.开关电源的PCB布局及EMI滤波器设计[D].浙
江：浙江大学，2012.
[3]宋娟，韩如成，潘峰.有源功率因素校正电路控制方法的
研究[J].工业控制计算机，2013（1）：114-115,118. [4]李志永.基于DSP的数字化高频开关电源的研究[D].天
津：天津理工大学，2013.
[5]李国洪，李志永，解红岩.基于DSP的车载充电机的设
计与实现[J].电源技术，2014(01)
[6]陈奕儒.嵌入式系统技术及其应用前景[J].科技视界，2013(24).
[7]吕春锋，韩超，刘志伟.移相全桥ZVZC软开关DC-DC
稳压电源分析与设计[J].电源技术，2013(07). [8]贾峥.嵌入式系统的发展前景及其应用[J].无线互联科
技，2013(07).
[9]吴强，韩震宇，李程.基于增量式PID算法的无刷直流电
机PWM调速研究[J].机电工程技术，2013(03). [10]蓝丽金，谢超，张锦吉，毛行奎.移相全桥零电压PWM
变换器分析与设计[J].机床电器，2012(06). [11]杨建伟.谈开关电源的原理和发展趋势[J].科技与企
业，2012(22).
[12]周波，祝忠明，刘勇，刘再东.基于PID算法的高精度数
字化电源设计[J].电子产品世界，2012(03).
·152·
. All Rights Reserved.。