一个基于DSP的DC_DC开关电源设计方法(精)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
;_CNTL_2P2Z_Refoutputvoltage referencevalue
CNTL_2P2Z.macrox
M O V W D P ,#_C N T L _2P 2Z _R e f :x :M O V LX A R 4,@_C N T L _2P 2Z _R e f :x :
;NetpointertoRef(XAR4
;Localcoefficientpointer (XAR7
S E T CS X M ,O V M
M O VA C C ,*X A R 4;Q 15S U BA C C ,*X A R 5;Q 15LSLACC,#16;Q31;Diffequation
M O V L@C N T L _2P 2Z _D B U F F :x :+4,A C C
;B2z^2+B1z+B0
;U(z/E(z=-----------;-A2z^2-A1z+1
;U(n=A1*U(n-1+A2*U(n-2+B0*E (n+B1*E(n-1+B2*E(n-2
;U(n-1=>outputfromlastsample cycle
;U(n-2=>outputfrom2samplespast ;E(n=>presenterror
随着低成本、高性能D S P的出现,尤其是A /D和P W M性能的大幅提高。D S P控制的开关电源将越来越多地在电源工业中应用。基于DSP的数字控制能实现更丰富的功能控制策略。可以在一个标准化的硬件平台上,通过更新软件满足不同的需求。数字控制器也更少的受到环境变化和噪声的影响。TI公司推出的32位DSPTMS320F28系列,系统时钟达到100MHz,外设集成了高分辨率的PWM模块,转换速率高达160ns的12位A/D。相比TI早期推出的24系列DSP,各方面都有了很大的提高。这些都新功能的出现降低了DSP实用化的难度,然而对于多数电源工程师,他们大多数是模拟方面的专家,对于数字化设计则面临许多技术上的挑战。
若λ=-4×10-4
,则当温度t=-60℃
时离心式转速表的相对误差(用百分数表示
为:
d%=100%=2×10-4(-60-20100%=-1.6%
由例题可以看出,离心式转速表的温度
误差可能达到较大的数值。
实现的代码:
;Description:
;Performsasecondorderdifference equationoftheform:
P
W M
中图分类号:F407.61文献标识码:A文章编号:1673-0534(200610(a-0045-02
图3
图4图1电路模型
图2环路模型
(下转47页
因为λ<
0,故当t >20℃时δω>0,即转速表的示值稍高。相对误差为
对于带重锤离心器的转速表所引证的公
证,对于带圆环离心器的转速表同样也是适
用的。
G p =t f (V in *[Rc*C l 1],[L*C*(1+R c /R l R c *C+L/R
l 1];
sisotool(Gp;
利用Matlab中的Sisotool工具设计一个校正函数Gc(s如下:
校正后的环路特性如Figure4:
利用Matlab中的c2d函数将Gc(s转为离
散形式:
2软件实现代码
根据U(n给出在DSPTMS320LF2801中
一个基于D S P的D C /D C开关电源设计方法
章道林
(北京交通大学
摘 要:本文描述了T M S 320F 280X在D C /D C高频开关电源中的设计和应用。通过M A T L A B给出一个B U C K拓扑的D C /D C变换器的波特图,接着设计一个较正环节用来优化变换器环路特性,最后给出D S P的软件编程。关键词:D S PB U C K
;|b1=-22.81*Q26=0xa4c28f5c|2;|b0=12.49*Q26=0x31f5c28f|4;|a2=-0.5985*Q26=0xfd9b22d0|6;|a1=1.598*Q26=0x06645a1c|8;|a0=0|10
;_CNTL_2P2Z_Fdbk:currentout-putvoltageADsample
M O V LX A R 5,@_C N T L _2P 2Z _F d b k :x :
;NetpointertoFdbk(XAR5M O V L X A R 6,_C N T L _2P 2Z _O u t :
x :
;NetpointertoOut(XAR6
M O V LX A R 7,C N T L _2P 2Z _C O E F F :x :
1电路模型仿真
Biblioteka BaiduB U
C K变换器的电路模型如图所示。
其中各项电路参数如下:
V in =3￣4V ,V o u t =1.2V ,最大输出电流I out =20A,等效负载电阻R L =V out /I out =0.06Ω
最大输出电压V omax =1.3V;
PWM开关工作频率f p w m =250k H z ,电压环采样频率fs=250khz
G cz =c 2d(Gc(s,Ts,'t'ustin得到
分解得到:U (n =1.598U (n -1-0.5985U(n-2+12.49E(n-22.81E(n-1+10.41E(n-2
结论:当这个仿真结果用于实际的产品测试中,在从0到15A的动态变化时,只需要30μs的响应时间,这个结果是比较满意的。
L=1μH,C=1800μF,等效串联阻抗R c =0.004Ohm
电压环带宽取f cv =20kHz,相位域度为45。
电路的环路模型如图2所示。
其中Gp(s根据Buck电路的小信号模型如下:
在Matlab中分析G p (s的环路特性如下;
V in =3.3;R c =0.004;C =1800e -006;L=1e-006;R l =0.061;V omax =1.3;
;E(n-1=>errorfromlastsample cycle
;E(n-2=>errorfrom2samplespast ;|y(n-1|0CNTL_2P2Z_DBUFF ;|y(n-2|2;|e(n|4;|e(n-1|6;|e(n-2|8
;|b2=10.41*Q26=0x29a3d70a|0C N T L _2P 2Z _C O E F F
CNTL_2P2Z.macrox
M O V W D P ,#_C N T L _2P 2Z _R e f :x :M O V LX A R 4,@_C N T L _2P 2Z _R e f :x :
;NetpointertoRef(XAR4
;Localcoefficientpointer (XAR7
S E T CS X M ,O V M
M O VA C C ,*X A R 4;Q 15S U BA C C ,*X A R 5;Q 15LSLACC,#16;Q31;Diffequation
M O V L@C N T L _2P 2Z _D B U F F :x :+4,A C C
;B2z^2+B1z+B0
;U(z/E(z=-----------;-A2z^2-A1z+1
;U(n=A1*U(n-1+A2*U(n-2+B0*E (n+B1*E(n-1+B2*E(n-2
;U(n-1=>outputfromlastsample cycle
;U(n-2=>outputfrom2samplespast ;E(n=>presenterror
随着低成本、高性能D S P的出现,尤其是A /D和P W M性能的大幅提高。D S P控制的开关电源将越来越多地在电源工业中应用。基于DSP的数字控制能实现更丰富的功能控制策略。可以在一个标准化的硬件平台上,通过更新软件满足不同的需求。数字控制器也更少的受到环境变化和噪声的影响。TI公司推出的32位DSPTMS320F28系列,系统时钟达到100MHz,外设集成了高分辨率的PWM模块,转换速率高达160ns的12位A/D。相比TI早期推出的24系列DSP,各方面都有了很大的提高。这些都新功能的出现降低了DSP实用化的难度,然而对于多数电源工程师,他们大多数是模拟方面的专家,对于数字化设计则面临许多技术上的挑战。
若λ=-4×10-4
,则当温度t=-60℃
时离心式转速表的相对误差(用百分数表示
为:
d%=100%=2×10-4(-60-20100%=-1.6%
由例题可以看出,离心式转速表的温度
误差可能达到较大的数值。
实现的代码:
;Description:
;Performsasecondorderdifference equationoftheform:
P
W M
中图分类号:F407.61文献标识码:A文章编号:1673-0534(200610(a-0045-02
图3
图4图1电路模型
图2环路模型
(下转47页
因为λ<
0,故当t >20℃时δω>0,即转速表的示值稍高。相对误差为
对于带重锤离心器的转速表所引证的公
证,对于带圆环离心器的转速表同样也是适
用的。
G p =t f (V in *[Rc*C l 1],[L*C*(1+R c /R l R c *C+L/R
l 1];
sisotool(Gp;
利用Matlab中的Sisotool工具设计一个校正函数Gc(s如下:
校正后的环路特性如Figure4:
利用Matlab中的c2d函数将Gc(s转为离
散形式:
2软件实现代码
根据U(n给出在DSPTMS320LF2801中
一个基于D S P的D C /D C开关电源设计方法
章道林
(北京交通大学
摘 要:本文描述了T M S 320F 280X在D C /D C高频开关电源中的设计和应用。通过M A T L A B给出一个B U C K拓扑的D C /D C变换器的波特图,接着设计一个较正环节用来优化变换器环路特性,最后给出D S P的软件编程。关键词:D S PB U C K
;|b1=-22.81*Q26=0xa4c28f5c|2;|b0=12.49*Q26=0x31f5c28f|4;|a2=-0.5985*Q26=0xfd9b22d0|6;|a1=1.598*Q26=0x06645a1c|8;|a0=0|10
;_CNTL_2P2Z_Fdbk:currentout-putvoltageADsample
M O V LX A R 5,@_C N T L _2P 2Z _F d b k :x :
;NetpointertoFdbk(XAR5M O V L X A R 6,_C N T L _2P 2Z _O u t :
x :
;NetpointertoOut(XAR6
M O V LX A R 7,C N T L _2P 2Z _C O E F F :x :
1电路模型仿真
Biblioteka BaiduB U
C K变换器的电路模型如图所示。
其中各项电路参数如下:
V in =3￣4V ,V o u t =1.2V ,最大输出电流I out =20A,等效负载电阻R L =V out /I out =0.06Ω
最大输出电压V omax =1.3V;
PWM开关工作频率f p w m =250k H z ,电压环采样频率fs=250khz
G cz =c 2d(Gc(s,Ts,'t'ustin得到
分解得到:U (n =1.598U (n -1-0.5985U(n-2+12.49E(n-22.81E(n-1+10.41E(n-2
结论:当这个仿真结果用于实际的产品测试中,在从0到15A的动态变化时,只需要30μs的响应时间,这个结果是比较满意的。
L=1μH,C=1800μF,等效串联阻抗R c =0.004Ohm
电压环带宽取f cv =20kHz,相位域度为45。
电路的环路模型如图2所示。
其中Gp(s根据Buck电路的小信号模型如下:
在Matlab中分析G p (s的环路特性如下;
V in =3.3;R c =0.004;C =1800e -006;L=1e-006;R l =0.061;V omax =1.3;
;E(n-1=>errorfromlastsample cycle
;E(n-2=>errorfrom2samplespast ;|y(n-1|0CNTL_2P2Z_DBUFF ;|y(n-2|2;|e(n|4;|e(n-1|6;|e(n-2|8
;|b2=10.41*Q26=0x29a3d70a|0C N T L _2P 2Z _C O E F F