0 引 言
信息时代离不开电子设备,随着电子技术的高速发展,电子设备的种类与日俱增,与人们的工作、生活的关系也日益密切。任何电子设备又都离不开可靠的供电电源,它们对电源供电质量的要求也越来越高。
目前,开关电源以具有小型、轻量和高效的特点而被广泛应用于电子设备中,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源。与之相应,在微电子技术发展的带动下,DSP芯片的发展日新月异,因此基于DSP芯片的开关电源拥有着广阔的前景,也是开关电源今后的发展趋势。
1 电源的总体方案
本文所设计的开关电源的基本组成原理框图如图1所示,主要由功率主电路、DSP控制回路以及其它辅助电路组成。
开关电源的主要优点在“高频”上。通常滤波电感、电容和变压器在电源装置的体积和重量中占很大比例。从“电路”和“电机学”的有关知识可知,提高开关频率可以减小滤波器的参数,并使变压器小型化,从而有效地降低电源装置的体积和重量。以带有铁芯的变压器为例,分析如下:

图1 系统组成框图
设铁芯中的磁通按正弦规律变化,即φ= φMsinωt,则:

式中,EM= ωWφ M="2"πfWφM,在正弦情况下,EM=√2E,φM=BMS,故:

式中,f为铁芯电路的电源频率;W 为铁芯电路线圈匝数;BM为铁芯的磁感应强度;S为铁芯线圈截面积。
从公式可以看出电源频率越高,铁芯截面积可以设计得越小,如果能把频率从50 Hz提高到50 kHz,即提高了一千倍,则变压器所需截面积可以缩小一千倍,这样可以大大减小电源的体积。
综合电源的体积、开关损耗以及系统抗干扰能力等多方面因素的考虑,本开关电源的开关频率设定为30 kHZ。
TMS320LF2407A内部包括两个事件管理器模块EVA和EVB,每个事件管理器模块包括通用定时器GP、比较单元、捕获单元以及正交编码脉冲电路。通过TMS320LF2407A事件管理模块中的比较单元可以产生带死区的PWM波,与PWM 波产生相关的寄存器有:比较寄存器CMPRx、定时器周期寄存器Tx—PR、定时器控制寄存器TxCON、定时器增/减计数器TxCNT、比较控制寄存器COMCONA/B、死区控制寄存器DBTCONA/B。
PWM波的生成需对TMS320LF2407A的事件管理模块中的寄存器进行配置。由于选用的是PWM1/2,因此配置事件管理寄存器组A,根据需要生成带死区PWM波的设置步骤为:
(1)设置并装载比较方式寄存器ACTRA,即设置PWM波的输出方式;
(2)设置T1CON寄存器,设定定时器1工作模式,使能比较操作;
(3)设置并装载定时器1周期寄存器T1PR,即规定PWM 波形的周期;
(4)定义CMPR1寄存器,它决定了输出PWM 波的占空比,CMPR1中的值是通过计算采样值而得到的;
(5)设置比较控制寄存器COMCONA,使能PD—PINTA 中断;
(6)设置并装载死区寄存器DBTCONA,即设置死区时间。
图10所示为带死区PWM波的生成原理
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