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2．2 功放开关电源模块控制电路

该控制电路以DSPTFMS320F2812为核心，主要包括产生移相脉冲波形、实时采样、功率调节、过压保护、过流保护、过功率保护、滤波算法和全桥移相算法等功能。采用TMS320F2812内置的16路12位高分辨率A／D转换电路实现电压、电流实时采样．每通道的最小转换时间为80 ns，A／D转换电路的输入信号电平范围为0～3 V。采样后，通过软件编程调整驱动全桥逆变器开关管的PWM波形移相角，实现稳压，同时当输出电压、电流过高或欠压时，DSP调用相应的子程序处理突发异常事件，起到保护作用。同时通过A／D采样输出电压电流信号进行运算，可精确测量输出功率，并调整事件管理器相关寄存器的值来调节输出电压。

控制器的动态特性和稳压精度等性能与调节器设计密切相关。在功放开关电源的设计中，采用增量式PID控制算法。

电源设计中的数字控制均采用数字采样控制，即根据采样时刻的偏差值计算控制量。PID控制的离散形式为：

式中，Ts为采样周期。

式(1)为是位置式PID控制算式。为增加控制系统的可靠性，采用增量式PID控制算式，即DSP只输出控制量u(k)的增量，式(1)是第K次PID控制器的输出量，那么(K-1)次PID控制器的输出量为：

因此，增量式PID控制算法为：

式(3)和式(4)就是该控制程序的增量式PID控制算式。增量式PID控制与位置式PID控制相比仅算法不同，但它只输出增量，减少了DSP误操作时对控制系统的影响，而且不会产生积分失控。图3为基于TMS320F2812的PID控制器的实现框图。

2．3 功放开关电源的软件设计

基于DSP的功放开关电源的软件设计主要实现以下功能：

(1)全桥移相脉冲的产生 利用TMS320F2812事件管理器中两个比较单元直接输出电路脉冲。从移相基本原理来看，滞后桥臂相对于超前臂之间的驱动有一个周期性延时，其延时角即为移相角。设定由比较单元1输出的PWM1／PWM2分别驱动超前臂开关管VQ1、VQ3，由比较单元2输出的PWM3／PWM4驱动滞后臂开关管 VQ4、VQ2。每个桥臂上下两管之间的驱动脉冲互补且带死区，固定超前桥臂的驱动在每周期的0时刻发出，则只要延迟移相角φ对应的时间，再发生比较事件则可得到滞后桥臂的驱动脉冲，从而实现0°～180°范围内的自由移相。

(2)过压、过流、过功率的检测和保护 基于DSP的功放开关电源具有过压、过流、过功率、过热等保护功能。发生异常时．系统进入异常中断服务子程序进行处理，并及时闭锁PWM输出。为防止误动作，设定连续读取20个异常信号才认定为电路异常，否则不处理。各模块程序流程如图4～图6所示。

关键词： DSP 开关电源 智能电源