如何使用DSP來進行開關(guān)電源的設計與實現(xiàn)

　　采用數(shù)字信號處理器設計了一種開關(guān)電源。介紹了開關(guān)電源的構(gòu)成及其控制方式; 描述了 TMS320LF2407 的結(jié)構(gòu)特點及其在開關(guān)電源控制電路中的主要功能與實現(xiàn); 介紹了基于 DSP 的 PWM 型開關(guān)電源的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設計流程。

　　開關(guān)電源以其體積小、重量輕和效率高等特點， 被廣泛應用于電子計算機、家用電器、交通設施、通信設備、工業(yè)設備等電子設備領(lǐng)域。高可靠性、智能化及數(shù)字化是開關(guān)電源的發(fā)展方向。 DSP 芯片的高速處理能力和豐富的外圍設備， 非常適合于實時數(shù)字信號處理， 為開關(guān)電源采用全數(shù)字控制提供了可行性方案。設計了一種基于 TMS320LF2407 DSP 芯片的開關(guān)電源， 重點介紹 TMS320LF2407 在開關(guān)電源控制電路中的功能與實現(xiàn)。

　　1 開關(guān)電源的構(gòu)成

　　開關(guān)電源主要由主電路和控制電路兩部分組成， 其基本結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。主電路由交流輸入 EMI 防電磁干擾電源濾波器、整流濾波、高頻變換器和高頻整流濾波輸出四部分組成; 控制電路是通過調(diào)節(jié)主電路中開關(guān)器件的占空比來控制主電路輸出的， 是電源系統(tǒng)可靠工作的保證。

　　2 DSP 在開關(guān)電源控制電路中的應用

　　2.1 開關(guān)電源控制電路

　　控制電路是在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外接負載變化時， 通過反饋信號與基準信號相比較的結(jié)果產(chǎn)生恰當?shù)目刂菩盘枺?并對控制信號進行隔離與放大， 調(diào)節(jié)功率開關(guān)器件的導通時間， 使開關(guān)電源的輸出電壓或者電流保持恒定， 以保證控制與驅(qū)動主電路正常工作， 使得輸出符合要求， 同時也起到對主電路保護的作用。按照占空比的實現(xiàn)方式， 開關(guān)電源的控制方式可以分為定頻控制和變頻控制， 具體來說有定頻調(diào)寬（PWM）、定寬調(diào)頻（PFM）和調(diào)頻調(diào)寬三種控制方式， 三種調(diào)制方式中由于 PWM 方案控制比較方便， 應用最多。PWM 的開關(guān)頻率為恒定值， 即開關(guān)管的工作周期 T 固定， 通過改變一個周期內(nèi)開關(guān)管的導通時間 ton 來進行控制（ton 與 T 之比稱之為占空比）。反饋采樣信號有輸出電壓、輸入電壓、輸出電流、輸出電感電壓及開關(guān)器件峰值電流等。由這些信號可構(gòu)成單環(huán)、雙環(huán)或多環(huán)反饋， 實現(xiàn)穩(wěn)壓、穩(wěn)流及恒定功率的目的。在開關(guān)電源的設計中， 控制方法的選擇和設計對于開關(guān)電源的性能來說是十分重要的， 采用不同的檢測信號和不同的控制電路會有不同的控制效果。