王志輝

摘要：高頻開關(guān)電源，是電力系統(tǒng)中的重要組成，現(xiàn)行高頻開關(guān)電源設(shè)計中，采用了DSP芯片，目的是提高電源的穩(wěn)定性和安全性。高頻開關(guān)電源結(jié)構(gòu)中，引入DSP，即：數(shù)字信號處理，也稱DSP技術(shù)，以便確保高頻開關(guān)電源的功能，符合電力系統(tǒng)的根本需求，實現(xiàn)數(shù)字化的電源建設(shè)。本文結(jié)合DSP技術(shù)，分析其在高頻開關(guān)電源內(nèi)的運用。

關(guān)鍵詞：DSP 高頻開關(guān) 電源

中圖分類號：TM462 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）07-0135-01

近幾年，DSP的發(fā)展較為成熟，應(yīng)用到高頻開關(guān)電源上，解決傳統(tǒng)設(shè)計上的缺陷，規(guī)避開關(guān)電源中潛在的誤差，利用芯片數(shù)值計算的方法，在理論與技術(shù)的作用下，處理高頻開關(guān)電源的信號。DSP技術(shù)，優(yōu)化了高頻開關(guān)電源的運行，提供數(shù)字化、智能化的控制條件。

1 高頻開關(guān)電源分析

高頻開關(guān)電源，可以在瞬間狀態(tài)下，實現(xiàn)高頻交流電壓到穩(wěn)定直流電源的轉(zhuǎn)換，為了提高轉(zhuǎn)換過程的準(zhǔn)確性，采用DSP技術(shù)（控制電路如下圖1），提供數(shù)字化的控制方法，一方面注重高頻開關(guān)電源的安全性，另一方面消除電源運行的誤差缺陷，順應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，避免高頻開關(guān)電源與電力系統(tǒng)出現(xiàn)脫節(jié)。

2 基于DSP高頻開關(guān)電源設(shè)計技術(shù)

以1kw和3kw的高頻開關(guān)電源為例，分析基于DSP的設(shè)計應(yīng)用，表明DSP在高頻開關(guān)設(shè)計中的作用，規(guī)范高頻開關(guān)電源的運用。

2.1 1kw高頻開關(guān)電源設(shè)計技術(shù)

1kw高頻開關(guān)電源系統(tǒng)內(nèi)，除了主電路以外，DSP是核心的組成結(jié)構(gòu)，其為電源的控制部分，完善電源運行環(huán)境。

首先是高頻開關(guān)電源的DSP控制電路，運用數(shù)字信號處理器，芯片TMS320LF2407，DSP控制設(shè)計中，具有技術(shù)性的特點，考慮到DSP的技術(shù)實況，高頻開關(guān)電源內(nèi)，采用ADC（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器）做為轉(zhuǎn)化模塊，EVA、EVB（事件管理器），用在事件管理上，提升處理速度，高達(dá)4000萬/s，體現(xiàn)DSP技術(shù)的能力和控制性能。

然后是DSP在1kw高頻開關(guān)電源內(nèi)的移相控制，存在移相角和死區(qū)，DSP技術(shù)中的T2CNT（計數(shù)器寄存器），存在周期中斷、下溢中斷的情況，需根據(jù)T1CNT（計數(shù)器寄存器）連續(xù)減時，匹配合適的服務(wù)周期，實現(xiàn)DSP的移相控制。

最后是DSP的軟件設(shè)計，DSP的PID（自動控制技術(shù)）系統(tǒng)，促使高頻開關(guān)電源具備靈活性，縮短電源反應(yīng)的周期，DSP芯片作用下，實行PID模塊化管理，有效避免了電源系統(tǒng)內(nèi)的電磁干擾，營造穩(wěn)定的電源環(huán)境[1]。

2.2 3kw高頻開關(guān)電源設(shè)計技術(shù)

3kw高頻開關(guān)電源技術(shù)，采用DSP，主要是實現(xiàn)電路的數(shù)字化控制，控制期間，落實移相控制，DSP能夠處理高頻開關(guān)電源中的給定信號、反饋數(shù)據(jù)等，具有高運算的能力，在驅(qū)動電路的控制下，作用于高頻開關(guān)電源的逆變電路，控制高頻開關(guān)電源的四項開關(guān)管。

首先是3kw高頻開關(guān)電源中，DSP的技術(shù)設(shè)計，根據(jù)電源系統(tǒng)的需求，設(shè)計好控制電路，使用芯片TMS320LF2407A，DSP芯片，具有實時處理、外設(shè)控制的功能，便于在高頻開關(guān)電源中，提供理想型的數(shù)字化控制技術(shù)。該高頻開關(guān)電源系統(tǒng)內(nèi)，DSP還與弱電模塊存在信號聯(lián)系，隨時可以切斷電氣系統(tǒng)。

然后是DSP移相控制，電源的移相周期，會給與互補的時間控制，可以輸出180°的互補區(qū)域，實時改變互補的狀態(tài)，控制好占空比，提升高頻開關(guān)電源的傳輸效率。

最后是DSP技術(shù)在系統(tǒng)控制算法和軟件方面的運用，而且DSP技術(shù)，可以為高頻電源開關(guān)提供高級的服務(wù)，縮短電源運行的周期，轉(zhuǎn)型為模塊化的控制。例如：DSP芯片中寫入的PID算法，其在3kw高頻開關(guān)電源內(nèi)，用于確保電源輸出的穩(wěn)定性，實現(xiàn)電壓、電流的動態(tài)穩(wěn)定。PID在DSP技術(shù)中的控制規(guī)律為：

u（t）=Kp[e（t）+（t）dt+TD]

上述規(guī)律公式內(nèi)，u（t）是指PID調(diào)節(jié)器的輸出量；T1是DSP調(diào)節(jié)器的積分時長；TD是微分時長，Kp是調(diào)節(jié)器的增益。采取一定的離散遞推，得出PID的算法控制。

3 高頻開關(guān)電源DSP應(yīng)用的注意事項

3.1 輸入技術(shù)

高頻開關(guān)電源中的DSP應(yīng)用，其在輸入技術(shù)中，要注意額定電壓的運用，依照當(dāng)?shù)氐念~定電壓，如果DSP在高頻開關(guān)電源中的功能較多，還需采取切換技術(shù)，注重開關(guān)電源的工作效率，盡量減少電源運行中的無用功，降低高頻開關(guān)電源內(nèi)的損耗。

3.2 輸出技術(shù)

DSP在高頻開關(guān)電源內(nèi)，設(shè)計時要注意輸出電壓，必須控制在額定的數(shù)值范圍內(nèi)。輸出技術(shù)設(shè)計期間，重點降低紋波系數(shù)，控制好高頻開關(guān)的電源，促使穩(wěn)壓精度達(dá)到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，避免影響電源的輸出電壓，以免輸出電壓發(fā)生變化，注重高頻開關(guān)電源的穩(wěn)定性控制。

3.3 變換器

變換器的使用，要符合DSP的設(shè)計需求，即使變換器的類型多樣，也要滿足DSP及高頻開關(guān)電源的需求，體現(xiàn)變換器的隔離功能，采取全橋變換的方式，簡化高頻開關(guān)電源的系統(tǒng)電路。

4 結(jié)語

DSP逐漸成為高頻開關(guān)電源中不可缺少的一部分，全面提升高頻開關(guān)電源的標(biāo)準(zhǔn)性，運用DSP設(shè)計，優(yōu)化高頻開關(guān)電源的使用環(huán)境，禁止出現(xiàn)安全風(fēng)險，滿足當(dāng)下電力系統(tǒng)的發(fā)展要求，表明DSP設(shè)計的重要性，進而推進高頻開關(guān)電源的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張潔鴻.高頻開關(guān)電源的設(shè)計探討[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015，21：17+20.