一个基于DSP的DCDC开关电源设计方法

基于DSP控制的数字开关电源设计
胡时高;虎恩典;丁晓军;刘勇
【期刊名称】《制造业自动化》
【年(卷),期】2014(000)011
【摘要】结合开关电源的发展现状，将数字控制的优点引入设计中，进一步提高开关电源性能。

本文提出了基于DSP的开关电源数字PID控制方式，利用DSP 事件管理器产生PwM信号，代替了一般的脉宽调制集成电路，并对其主电路、驱动电路及控制和保护电路进行了设计分析。

试验表明，该方法能实现对开关电源的有效控制，不但能简化控制电路，提高设备的可靠性，还具有控制灵活、稳定快、负载调整率高等优点，可以在开关电源中推广应用。

【总页数】5页(P112-115,127)
【作者】胡时高;虎恩典;丁晓军;刘勇
【作者单位】北方民族大学电气信息工程学院，银川750021;北方民族大学电气信息工程学院，银川750021;北方民族大学电气信息工程学院，银川750021;北方民族大学电气信息工程学院，银川750021
【正文语种】中文
【中图分类】TM461.5
【相关文献】
1.基于DSP的数字开关电源设计研究 [J], 孙小美;
2.一种基于DSP的半桥数字开关电源设计 [J], 申士卿;陈国平;顾健
3.DSP数字控制开关电源设计及控制算法研究 [J], 张国龙;郑琛瑶
4.基于DSP控制的28V/215A高频数字开关电源设计研究 [J], 胡学青;吕现钊;张明玉
5.基于DSP的数字开关电源设计与实现 [J], 朱亦丹;张小伟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

技术分享：基于DSP实现的一种新颖开关逆变电源
设计
1 引言
 随着工业和科学技术的发展，用户对电能质量的要求越来越高。

包括市电
在内的所有原始电能可能满足不了用户的要求，必须经过处理后才能使用，
逆变技术在这种处理中起到了重要的作用。

传统的逆变技术多为模拟控制或
模拟与数字相结合的控制系统，其缺点为
 1)控制电路的元器件比较多，体积庞大，结构复杂;
 2)灵活性不够，硬件电路一旦设计完成，控制策略就不能改变;
 3)调试比较麻烦，由于元器件特性的差异，致使电源一致性差，且模拟器
件的工作点漂移，会导致系统参数的漂移，从而给调试带来不便。

 因此，传统的逆变器在许多场合已不适应新的要求。

 随着高速、廉价的数字信号处理器(DSP——Digital Signal Processor)的问世，于是便出现了数字电源(DPS——Digital Power Supply)。

其优点有
 1)数字化更容易实现数字芯片的处理和控制，避免模拟信号传递的畸变、
失真，减少杂散信号的干扰;
 2)便于系统调试;
 3)如果将网络通迅和电源软件调试技术相结合，可实现远程遥感、遥测、
遥调。

 这些使得逆变电源数字化控制成为今后的发展趋势。

 本文采用TI公司专门为电机及电力电子领域设计的TMS320LF2407型DSP作为控制器，介绍数字化周波逆变器的硬件设计和软件设计。

 2 TMS320LF2407的结构特点。

基于DSP技术的逆变电源的设计随着电子设备的普及和多样化，逆变电源在现代生活中扮演着重要的角色。

逆变电源是将直流电转换为交流电的电子设备，广泛应用于电子通信、工业自动化、新能源以及家庭电器等领域。

然而，传统的逆变电源存在着输出波形不稳定、效率低下等问题，这就要求我们寻找新的技术手段来改进逆变电源的性能。

基于数字信号处理（DSP）技术的逆变电源设计应运而生。

DSP技术是一种通过数字信号处理器进行信号处理和算法实现的技术，具有高速、灵活、精确的特点。

在逆变电源设计中，DSP 技术可以实现对输入直流电的采样、控制和调节，从而保证输出交流电的稳定性和质量。

首先，基于DSP技术的逆变电源具备更高的输出波形质量。

传统逆变电源的输出波形可能存在谐波失真等问题，而通过DSP 技术的精确计算和控制，可以消除波形畸变，使得输出交流电的波形更加纯净、稳定。

这样的优势在电子通信和工业自动化领域尤为重要，可以有效提高设备的运行效率和稳定性。

其次，基于DSP技术的逆变电源具备更高的能量转换效率。

传统逆变电源在转换过程中可能存在能量损耗，而DSP技术的精确控制和计算可以最大限度地减少能量损失。

通过实时监测和调节输出波形，DSP技术能够优化功率调制和开关控制，提高逆变电源的能量转换效率，降低能源消耗。

此外，基于DSP技术的逆变电源还具备更高的响应速度和灵活性。

传统逆变电源的控制方式相对固定，不够灵活。

而DSP技术可以实时监测输入和输出信号，根据实际需求进行精确的控制和调节。

这种灵活性可以满足不同场景下电源对输出波形、频率和电压的需求，提高电源的适应性和可靠性。

综上所述，基于DSP技术的逆变电源设计在提高输出波形质量、能量转换效率和响应速度方面具备明显优势。

随着DSP技术的不断发展和成熟，逆变电源的性能将得到进一步提升，为各个领域的电子设备提供更加稳定、高效的电源支持。

在未来，我们有理由相信基于DSP技术的逆变电源将发挥更重要的作用，推动电力电子技术的进步和应用领域的拓展。

基于DSP的电动汽车充电电源的设计09546955基于DSP的电动汽车充电电源的设计摘要在当今社会，工业化速度加快，城市间的交流和沟通也变得越来越紧密，而推动这些快速发展的正是快速便利的交通。

传统的交通工具都是以燃烧不可再生资源石油来提供动力的，而且未能完全燃烧的燃油将主要以二氧化碳和二氧化硫的形式排放到空气中，所以燃油汽车给人类带来了严重消耗能源和污染环境，因此，根据目前的发展状况，这种发展趋势很显然是不符合人类持久生存的规律的，因此各个国家相继向绿色清洁能源发展，为了保护人类的生存环境，近年来一些发达国家研究出了电动汽车，电动汽车主要是利用蓄电池中储存的电能作为动力源，减少有毒气体排放到空气中，同时节约了石油能源，因此对蓄电池进行充电就很重要了。

本论文基于DSP拟设计一个电动汽车充电电源系统，对蓄电池充电，主要针对目前的发展现状，设计出清洁环保的汽车充电电源。

针对以上问题，本设计在研究基于DSP拟设计一个电动汽车充电电源系统，通过DSP的事件管理器产生PWM控制信号驱动可控硅，然后通过电力电子技术，AC-DC变换得到直流电源，最后给蓄电池供电，完成设计。

因此本文主要从以下几个方面展开：（1）DSP在本次设计的应用。

本次设计运用DSP主要是为了给后面的电力电子电路提供可控硅的驱动信号，我们知道2000系列的DSP可提供带死区的PWM控制信号，在德州仪器，几乎已经将2000系列的DSP归结为MCU系列。

（2）电力电子技术在本次设计的应用。

本次设计要完成给蓄电池充电，要获取一定的直流电源，因此，这里用到了电力电子技术，将交流电转化为直流电，最终给蓄电池供电，整套设计包涵了AC-DC电路，可控硅的触发电路，输出电压稳定电路。

关键字: DSP 事件管理器 PWM控制信号电源蓄电池绿色清洁能源AbstractIn today's society, speed of industrialization, exchange and communication between cities has become more and more close, and promote the rapid development is rapid convenient traffic.Traditional means of transportation are non-renewable resources oil burning to provide power, and failure tocomplete combustion of fuel will be mainly in the form of carbon dioxide and sulfur dioxide emissions into the air, so fuel cars brought serious energy and environmental pollution to human, therefore, according to the current development situation, the developing trend is clearly not comply with the principle of enduring human survival, so one after another to the green clean energy development, various countries in order to protect the human survival environment, in recent years, some developed countries developed electric cars, electric cars, mainly using electrical energy stored in the storage battery as a power source, reduce poisonous gases into the air, at the same time, save oil energy, so it is very important for battery charging.In this paper, based on DSP is proposed to design a electric vehicle charging power supply system, the battery charging, according to the present situation of the development, design a clean environmental protection car battery power supply.According to above problem, this design in the study was based on DSP is proposed to design a electric vehicle charging power supply system, the PWM control signal by DSP event manager drive SCR, then through the power electronic technology, AC - DC DC power transformation, finally to battery power supply, complete the design.So this article mainly from the following several aspects:(1) the application of DSP in the design.This design using the DSP is aimed to provide the back of the power electronic circuit of SCR drive signal, we know that 2000 series DSP can provide with PWM control signal, dead area in Texas instruments, have almost 2000 series DSP boils down to MCU series.(2) the power electronic technology in the application of this design.To complete the design for battery charging, to obtain a certain DC power supply, therefore, here with the help of power electronic technology, convert alternating current into direct current, eventually to battery power supply, the whole design includes the AC - DC circuit, thyristor trigger circuit, the output voltage stabilizing circuit.Key words: DSP event manager PWM control signal power battery Green clean energy目录第一章绪论 (3)1.1研究的背景与意义 (3)1.2国内外研究状况以及面临的问题 (3)1.2.1国内外研究状况 (3)1.2.2面临的问题 (3)1.3本次蓄电池充电设计的实现 (3)1.3.1DSP事件管理器的简介 (3)1.3.2电力电子技术的简介 (3)1.3.3蓄电池的介绍 (3)1.4论文的主要工作及章节安排 (3)1.4.1论文的主要工作 (3)1.4.2论文的结构安排 (3)第二章简介 (3)2.1传统汽车动力的简介 (3)2.2 蓄电池的发展 (3)2.3 DSP的发展 (3)2.4 电力电子的发展 (3)第三章本次设计实现的原理 (3)3.1电路的硬件选择 (3)3.1.1DSP的选择 (3)3.1.2电力电子电路的选择 (3)3.2蓄电池的基本原理 (3)3.3 DSP在本设计中的应用 (3)3.3.1 PWM的特性 (3)3.3.2 PWM的使用 (3)3.4电力电子电路的工作状态分析 (3)3.5仿真建模 (3)第四章论文的工作总结 (3)4.1论文的工作总结和未来的展望 (3)4.2未来的展望 (3)致谢 (3)参考文献 (3)第一章绪论1.1研究的背景与意义随着工业化进程的加快，生产生活中的自动化装置的使用变得越来越频繁，越来越多的领域开始用机器取代人力的劳动，加快生产的速度和精准度。

基于DSP的数字开关电源设计与实现王超王茜文健发布时间：2023-08-04T09:35:34.683Z 来源：《当代电力文化》2023年10期作者：王超王茜文健[导读] 本文研究了将DSP技术应用于开关电源设计的方法，旨在提升开关电源的性能。

首先介绍了DSP技术的特点和优势，然后结合MC56F8323芯片，对基于DSP的数字开关电源的硬件设计进行了分析。

其次介绍了基于DSP的数字开关电源硬件系统中的5个主要硬件模块的设计与实现方法，包括EMC模块、PFC模块、DC/DC电路模块、控制器模块、驱动电路模块。

通过本文的研究，可以为开发高性能开关电源提供指导和参考。

陕西长岭迈腾电子股份有限公司陕西省宝鸡市 721006摘要：本文研究了将DSP技术应用于开关电源设计的方法，旨在提升开关电源的性能。

首先介绍了DSP技术的特点和优势，然后结合MC56F8323芯片，对基于DSP的数字开关电源的硬件设计进行了分析。

其次介绍了基于DSP的数字开关电源硬件系统中的5个主要硬件模块的设计与实现方法，包括EMC模块、PFC模块、DC/DC电路模块、控制器模块、驱动电路模块。

通过本文的研究，可以为开发高性能开关电源提供指导和参考。

关键词：DSP技术；开关电源；硬件设计；MC56F8323；数字控制；性能提升引言：开关电源在现代电子设备中起着至关重要的作用，其性能的优劣直接影响到设备的稳定性和效率。

为了提升开关电源的性能，并满足日益增长的电源需求，研究人员开始探索将数字信号处理（DSP）技术应用于开关电源设计的方法。

DSP技术具有强大的处理能力和灵活性，可以对电源的各个环节进行精确的控制和优化，从而提高电源的效率和稳定性。

本文旨在研究基于DSP的数字开关电源的硬件设计与实现方法。

首先介绍了DSP技术特点和优势，包括高速运算能力、丰富的算法库和灵活的编程接口等。

其次选择了MC56F8323芯片作为数字开关电源的硬件平台，并对其进行了详细分析。

基于DSP的高压直流开关电源的研制一、本文概述随着现代电力电子技术的飞速发展，高压直流开关电源在电力、能源、通信、工业控制等领域的应用越来越广泛。

其优良的电气性能、高效率、高可靠性以及易于实现智能化控制等特点，使得高压直流开关电源成为现代电源技术的重要发展方向。

本文旨在研究并开发一种基于数字信号处理器（DSP）的高压直流开关电源，以期提高电源系统的整体性能，满足日益增长的电力需求。

本文将首先介绍高压直流开关电源的基本原理和关键技术，包括开关管的控制技术、PWM调制技术、电源效率的提升等。

接着，文章将详细阐述基于DSP的高压直流开关电源的设计思路，包括DSP的选择、电源主电路的设计、控制算法的实现等。

在此基础上，本文将重点探讨如何通过DSP实现电源的高精度控制、快速动态响应以及智能化管理。

文章将给出实际研制的高压直流开关电源的测试结果，并对其性能进行分析和评价。

通过本文的研究，我们期望能够为高压直流开关电源的设计与开发提供新的思路和方法，推动其在各个领域的广泛应用。

也希望本文的研究成果能够对相关领域的科技工作者和研究人员具有一定的参考价值和指导意义。

二、高压直流开关电源理论基础高压直流开关电源（High-Voltage DC Switched-Mode Power Supply，简称HVDC SMPS）是现代电力电子技术的核心组成部分，其理论基础主要涉及到电力电子变换技术、控制理论和电磁兼容等多个领域。

HVDC SMPS的基本工作原理是通过高频开关动作，将输入的交流电或直流电转换为高频交流电，再经过高频变压器升压或降压，最后通过整流滤波电路输出稳定的直流电压。

电力电子变换技术：电力电子变换技术是高压直流开关电源的核心技术，主要包括PWM（脉冲宽度调制）控制、PFM（脉冲频率调制）控制等。

PWM控制技术通过改变开关管的导通时间，实现对输出电压和电流的控制。

PFM控制技术则通过改变开关管的开关频率，实现对输出电压和电流的稳定。

收稿日期:2006207219作者简介:张　伟(1982-),男,湖北十堰人,硕士研究生,研究方向为电子电子与电力传动装置的设计与应用。

文章编号:100923664(2007)0120005203研制开发基于DSP 的数字化大功率软开关电源的设计张　伟,邹云屏,陈　伟,林　磊(华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉430074) 摘要:介绍了一种基于DSP 的数字化大功率低压大电流开关电源的设计方案,该电源采用零电压软开关移相全桥电路,并用TMS 320F 2407A 作为控制芯片,实现了一种改进的数字PI 控制策略以满足动态特性与稳态特性的要求。

实验证明了方案的可行性。

关键词:开关电源;DSP ;数字PI 控制中图分类号:TN 86文献标识码:ADesign of a Digital High 2Power Soft 2Switching Power Supply Based on DSPZHAN G Wei ,ZOU Yun 2ping ,CH EN Wei ,L IN Lei(Huazhong University of Science and Technology ,Wuhan 430074,China )Abstract :A design of a digital high 2power soft 2switching power supply based on DSP is introduced in this paper.ZVS soft switching is achieved for phase 2shift PWM control.The output dynamic performance and static performance are fitted for an improved strategy of digital PI control based on TMS 320F 2407A.The experimental results show the feasibility of the scheme.Key words :power supply ;DSP ;digital PI control0　引　言开关电源的发展趋势是小型化,轻量化,而实现这一目标的最直接的途径是提高开关频率[1]。

Science &Technology Vision科技视界0引言开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,包括脉冲宽度调制(PWM)控制IC 和MOSFET 两部分。

与其它类型电源相比它不仅具有体积小和重量轻的优点,开关电源的效率也更高,因而开关电源被广泛应用于各个电子领域,如家电行业、交通设施、工业设备等等。

随着数字技术的发展,DSP 芯片技术日益成熟,DSP 芯片的功能也日益强大和完善,性价比不断上升。

DSP 芯片技术的完善也为开关电源应用数字控制提供了可行性方案。

本文就基于DSP 的数字开关电源的设计与实现进行探讨。

1DSP 概述DSP(数字信号处理器)是一种依靠数字运算处理信息的独特微处理器,工作原理如下:模数转换器接受模拟信号后再将其转换成0和1的数字序列,再对其进行数字滤波、IFFT 等数学运算处理[1]。

并结合相应的控制算法将数字信号生成相应的控制量,最后经过数模转换器或者PWM 信号将其转换成所需的形式,例如通过数模转换器将控制量转换成模拟信号。

DSP 的可编程性灵活、计算能力强,DSP 最高可执行数十亿条各种类型的计算指令,其执行能力远远强于其它处理器。

2基于DSP 的数字开关电源硬件整体设计基于DSP 的数字开关电源系统是一个综合性很强的系统,它由硬件系统和软件系统组成,基于DSP 的数字开关电源开发过程设计电子工程、软件工程等多个方面的知识。

本文结合飞思卡尔公司生产的MC56F8323开关电源,介绍基于DSP 的数字开关电源系统硬件设计。

基于DSP 的数字开关电源的硬件系统由EMC 模块、PFC 模块、DC-DC 模块、控制器模块、驱动电路五个部分组成,EMC 模块消除可消除200V 市电的共模和差模的干扰,同时减少开关管产生的高频干扰进入市电,从而减少市电受高频干扰的程度[2]。

PFC 模块的功能为提高电源的功率因子,减少无功功率;DC-DC 模块负责对不同的电压进行转换处理,将不同的电压转换成适宜的电压,再输出电压。

开关电源[1]是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和IGBT构成。

开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。

线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。

随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。

开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。

另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的100KHz、用MOS-FET制成的500KHz电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。

要提高开关频率，就要减少开关损耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。

然而，开关速度提高后，会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。

这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。

其中，为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌，可采用R-C或L-C缓冲器，而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。

不过，对1MHz以上的高频，要采用谐振电路，以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。

这种开关方式称为谐振式开关。

因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。

基于DSP 56F801的正弦波输出DC/AC电源设计方案目前，小功率DC／AC电源在UPS以及可再生能源领域(如光伏户用电源)得到了广泛的应用。

该类电源的功能是将低压直流转换为市电交流。

这类电源的一种主电路结构是由高频DC/DC和DC／AC(逆变)两个环节组成。

输出波形和转换效率是衡量这类产品的重要指标，而保证这些指标的关键之一是其控制器的设计。

本文介绍一个基于高性价比16位数字信号控制器DSP 56F801和脉宽调制芯片UC3846的DC／AC电源设计，该设计实现了装置中控制信号的发生和测量信号的检测，采用了电压有效值反馈加前置滤波PID调节器的数字控制和硬件与软件相结合的抗干扰措施。

实验结果表明该设计的DC／AC电源的输出波形、效率和可靠性等指标均有所提高。

1 主电路工作原理图1为该设计的主电路结构，其中24V蓄电池的直流电压经过开关管S1和S2，高频变压器T、桥式整流器、L1和C1升压为360V的直流高压，再经S1～S6组成的逆变桥得到220V/50Hz的交流输出。

1.1 DC／DC环节采用变压器的升压DC／DC环节中的原边逆变电路拓扑有半桥式、全桥式、椎挽式等。

半桥式电路输出电平只能为蓄电池电压的一半，全桥式电路由于其导通同路中存在2个管压降，因此在低直流电压回路中采用这两种电路拓扑将限制装置的效率，而推挽结构可充分利用蓄电池电压，同时在导通回路中只有一个管压降，因此本设计采用了推挽式结构。

推挽变换器每周期内S1和S2在各自的半周期内导通一次。

为了防止变压器的偏磁，S1和S2轮流导通的时间要相等，变压器原边的中心抽头绕组的绕制要注意对称。

变压器副边将与原边耦合产生的交流电压升压，然后经不控整流得到高压直流电压。

DC／DC环节中的直流电压关系由式(1)描述。

式中：VDC1为蓄电池电压；VDC2为DC／DC环节的输出电压；N2为副边匝数；N1为原边匝数：D为占空比。

1．2 DC／AC环节DC／AC变换器的主电路为由4个MOS管构成的单相桥式逆变电路，将360V的直流电压转换成220V／50Hz的交流电压。

基于DSP的DC-DC变换器PWM的设计与实现冯梦丹;郭震【摘要】随着数字化进程的加快,开关电源由模拟控制转向数字控制.与模拟控制相比,数字控制更稳定可靠,能采用更复杂的控制策略,便于远程监控.文章详细介绍了利用数字信号处理器(DSP) TMS320F28335实现DC/DC变换器中PWM的占空比计算、过流检测,简要描述了TMS320F28335集成的ePWM模块的工作原理,利用CCS进行编程,实现4路PWM的输出,最终通过实验验证了原理的正确性和程序的可行性.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】3页(P84-86)【关键词】DSP DC/DC变换器;PWM移相;过流检测【作者】冯梦丹;郭震【作者单位】西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048【正文语种】中文为了加快开关电源的数字化进程，提高变换器的控制性能，增加灵活性，功率变换器开始采用数字控制的方法。

对于全桥变换器而言，它的控制方式有PWM控制和移相控制。

PWM是应用最广泛的一种控制方式，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)[1]。

通过对PWM控制达到调节占空比的目的，最终实现对输出电压进行控制。

而数字控制PWM，就是利用DSP、FPGA等数字控制器来代替模拟电路来实现PWM技术，这些控制器内部都有集成的PWM模块，直接操作相应的模块就能产生工程上需要的一定占空比的脉冲控制信号。

本文以DC-DC变换器为例，主要分析DSP芯片TMS320F28335的PWM模块在数字电源中的实现应用，分析介绍了PWM的控制原理，并利用实验进行了验证。

TI公司的TMS320F28335是一款浮点型的数字信号处理器，其主要外设有ePWM、eCAP、eQEP、ADC、Watchdog Timer、McBSP、SPI、SCI、CAN、GPIO、DMA等，具有多达18路的PWM输出，其中6路为TI特有的更高精度的PWM输出 (HRPWM)，12位16通道ADC；具有强大的数据处理能力和快速运算能力，可采用多种性能优良的数字信号处理方法和算法[2]。

基于DSP 56F801的正弦波输出DC/AC电源设计目前，小功率DC／AC电源在UPS以及可再生能源领域(如光伏户用电源)得到了广泛的应用。

该类电源的功能是将低压直流转换为市电交流。

这类电源的一种主电路结构是由高频DC/DC和DC／AC(逆变)两个环节组成。

输出波形和转换效率是衡量这类产品的重要指标，而保证这些指标的关键之一是其控制器的设计。

本文介绍一个基于高性价比16位数字信号控制器DSP 56F801和脉宽调制芯片UC3846的DC／AC电源设计，该设计实现了装置中控制信号的发生和测量信号的检测，采用了电压有效值反馈加前置滤波PID调节器的数字控制和硬件与软件相结合的抗干扰措施。

实验结果表明该设计的DC／AC电源的输出波形、效率和可靠性等指标均有所提高。

1 主电路工作原理图1为该设计的主电路结构，其中24V蓄电池的直流电压经过开关管S1和S2，高频变压器T、桥式整流器、L1和C1升压为360V的直流高压，再经S1～S6组成的逆变桥得到220V/50Hz的交流输出。

1.1 DC／DC环节采用变压器的升压DC／DC环节中的原边逆变电路拓扑有半桥式、全桥式、椎挽式等。

半桥式电路输出电平只能为蓄电池电压的一半，全桥式电路由于其导通同路中存在2个管压降，因此在低直流电压回路中采用这两种电路拓扑将限制装置的效率，而推挽结构可充分利用蓄电池电压，同时在导通回路中只有一个管压降，因此本设计采用了推挽式结构。

推挽变换器每周期内S1和S2在各自的半周期内导通一次。

为了防止变压器的偏磁，S1和S2轮流导通的时间要相等，变压器原边的中心抽头绕组的绕制要注意对称。

变压器副边将与原边耦合产生的交流电压升压，然后经不控整流得到高压直流电压。

DC／DC环节中的直流电压关系由式(1)描述。

式中：VDC1为蓄电池电压；VDC2为DC／DC环节的输出电压；N2为副边匝数；N1为原边匝数：D为占空比。

1．2 DC／AC环节DC／AC变换器的主电路为由4个MOS管构成的单相桥式逆变电路，将360V的直流电压转换成220V／50Hz的交流电压。

基于DSP的智能功放开关电源设计
1 引言
 开关电源以体积小，重量轻，功耗低，效率高，纹波小，噪声低，智能化
程度高，易扩容等，逐渐替代工频电源，广泛应用于各种电子设备。

高可靠性、智能化及数字化是开关电源的发展方向。

音响功放要求电源随着负载变
化自动调整输出电压，进而调节功率，以提高电源动态性能，降低音响功放
内部损耗，但目前的开关电源无法实现。

选用TMS320F2812型DSP作为功
放开关电源的主控制器，设计一种低功耗。

适用于大型功放系统的新型的智
能功放开关电源。

 2 智能功放开关电源设计
 图1为智能音响功放开关电源的总体原理框图，主电路采用交一直一交一
直的结构。

输入工频220 V交流电路经滤波电路后，再经单相桥式整流电路输出直流电压；变换电路采用全桥移相逆变电路将前端直流电变换为高频的
交流电．然后经二次整流滤波输出稳定的直流电压；检测电路对输出电压信
号采样后，送入控制电路，通过改变控制电路输出脉宽占空比来调节输出电压；保护电路实现过压和过流保护；功率检测电路对变换电路电流采样，当
输出功率超过500 W时，产生过功率检测信号，驱动控制电路，降低输出电压：辅助电源电路为控制电路和各种运放供电。

 2．1 功放开关电源模块
 图2是功放开关电源的主电路，其中Vin是220 V交流输入经前端滤波和全波整流得到，电压为300 V。

为全桥逆变电路的输入电压。

VQ1、VQ2、VQ3、VQ4为IRFP460型大功率MOSFET，用作变换器开关管。