基于CAN总线的并联DC-DC模块电源的数字控制(1)
2023-06-25

噶尔县随着集成电路集成制造技术的飞速发展,数字信号处理器的成本大大降低,性能不断提高,应用范围也越来越广泛。数字信号处理器(DSP)已广泛应用于电力电子变换技术,并取得了优异的性能,成为电力电子的发展方向之一。分析了模拟控制和数字控制的异同,提出了一种利用SABER仿真软件对数字控制电源系统进行离散建模和数模混合仿真的方法。这种仿真分析方法更符合数字控制离散化的特点,因而仿真分析更有效,得到的控制参数更准确,这种离散时间数模混合仿真方法可以很容易地推广到其他控制方案的数字控制电源系统中,为数字控制电源的分析和设计提供了一个很好的平台。本文以Buck通用DC/DC变换器为例进行仿真分析,采用离散建模和数模混合仿真的方法进行仿真分析和控制参数提取,为模块电源系统的软件设计提供分析和设计依据。通过模拟参数与实验参数的比较,验证了模拟方法的合理性。

通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求模块电源实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次模块电源,功率密度有较大幅度的提高。

本文针对模块电源的设计要求,以Freescale公司的通用型数字信号处理器为控制核心,完成了DSP控制的模块电源系统设计,包括DSP控制部分和模块电源的功率部分的硬件设计,并提出一套完整的数字控制策略,完成软件设计,制作原理样机,通过实验验证该数字控制模块电源系统具有良好的性能。 随着分布式供电系统的发展,直流电源的并联控制逐渐成为直流变换器的一个主要研究方向,对数字控制电源系统同样也提出了数字化的并联控制要求。本文提出了一种应用于数字控制电源并联系统的智能化主从式数字均流方案,该均流方案利用DSP控制器的片内CAN通信模块实现多个电源模块之间的数字通信,借此完成模块之间控制信息和数据信息的*递,实现并联系统中主模块的确定、均流调节、模块故障退出并联和在线投入并联等多种工作方式,均流算法采用均流外环和电压内环的双环调节方式。该方案很好地实现了DC/DC变换器的并联均流控制;同时形成一套带有总线竞争的通用数字控制均流方案。