第48卷第1期电讯技术Vol.48No.12008年1月TelecommunicationEngineeringJan.2008:1001-893X(200801-0106-03一种基于DSP控制的数控高压电源的设计3王斌,李晋(西南电子设备研究所,成都610036摘要:介绍了一种应用DSP控制实现行波管高压电源的设计。通过应用TMS320F2812实现移相软开关技术和功率因素校正(PFC技术,降低了电源的开关损耗和整体尺寸。分析了控制原理,并且说明了基于DSP的移相控制方法。关键词:行波管;数字控制高压电源;移相软开关;功率因素校正;DSP:TN86文献标识码:ADesignofBasedonDSPControlWANGBin,LI激n(SouthwestChinaInstituteofElectronicEquipment,Chengdu610036,ChinaAbstract:Adesignmethodtorealizethehighvoltagepowersupplyappliedtothetravellingwavetube(TWTbasedonDSP(DigitalSignalProcessorcontrolisintroduced.Byapplyingphase-shiftedfull-bridgeandsoftswitchtechnologyandPFC(PowerFactorCorrectiontechnology,theswitchlossandthewholesizeofthepowersupplyarereduced.Thecontroltheoryandphase-shiftedcontrolmethodarealsoanalysed.Keywords:travellingwavetube(TWT;numericalcontrol(NChighvoltagepowersupply;phase-shif2tedsoftswitch;PFC;DSP1引言行波管(TWT高压电源是卫星通信、雷达发射机的重要组成部分,电源的指标、可靠性、工作状态直接关系到通信的灵敏度和质量。由于行波管高压电源具有功率密度高、输出电压高等特点,容易出现打火等现象。因此,系统对高压电源的实时监控显得异常重要。传统上行波管高压电源控制、逻辑处理和信息采集通过分立电路和模拟电路,对批量生产和调试带来很多麻烦。随着大功率开关电源的发展,对控制器的要求越来越高,开关电源的数字化和智能化也将成为未来的发展方向。目前,我国的大功率开关电源采用传统的模拟控制方式,电路复杂,可靠性差。因此,采用集成度高、集成功能强大的数字控制来设计开关电源控制器,可以适应不断提高的开关电源的输出可编程控制、数据通信、智能化控制等要求。随着数字信号处理技术的成熟和普及,新一代数字信号处理器(DSP加速了控制器的全数字化进程。本文介绍了一种基于DSP的移相全桥谐振软开关数字控制器,应用于开关电源的数字化、智能化控制,具有功率器件驱动、保护、外部通信(RS232和外部设备控制功能,实现了可编程控制、数据通信、智能化控制等功能,具有很好的应用前景。・601・3收稿日期:2007-08-07;修回日期:2007-12-20第48卷第1期电讯技术Vol.48No.12008年1月TelecommunicationEngineeringJan.20082TMS320F2812芯片介绍本文所设计的高压电源控制部分采用TI公司的TMS320F2812芯片,是目前为止用于数字控制领域性能最好的DSP芯片。与MCU硬件结构相比,其结构特点如下:(1多总线:片内多条数据、地址和控制总线;(2流水线执行:多个控制和运算部件并行工作;(3硬件乘法器;(4特殊指令:MAC、RPTS、RPTB;(5特殊寻址方式:位倒序寻址、循环寻址;(6特殊片上外设:软件插入等待电路(便于与慢速设备接口、数字锁相电路PLL(有利系统稳定;(7F等;(8:、异步串口、同步串口、DAM控制器、HPI接口、A/D和通用I/O口等。3数控电源的硬件组成数控高压电源的硬件组成框图如图1所示。其工作原理如下:交流200V进来经由PFC环节变换成直流母线电压,然后经过高压变压器输出高压交流信号,最后经整流滤波产生行波管所需的各个极电压。高压取样电路将高压信号取回,送到PFC中进行闭环控制,通过调节直流母线电压来调节高压的输出值。控制芯片TMS320F2812产生全桥变换所需的功率器件的驱动信号。图1硬件组成方框图4基于DSP的数字控制器的实现由图1可知,电源系统的全桥移相控制部分、逻辑控制以及系统接口控制部分都由TMS320F2812芯片完成,提高了系统的可靠性和稳定性,有利于系统小型化、模块化。下面对它们的实现逐一进行说明。4.1移相控制的DSP实现本文使用比较器1和比较器2两个全比较单元,分别驱动2个桥臂的4个开关管。定时器GPl的计数值、SPWM脉冲的相位图2比较器单元产生移相信号令GP1工作于连续加/减计数模式,自动反复循环。当计数值达到0或者设定值时,分别产生下溢中断和匹配中断。GP1的工作周期设为一个开关周期(即...