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基于DSP的多路数控电源的设计和实现

刘增毅  
【摘要】:本课题设计的数控电源系统,其功率输出特点为典型的低压大电流。其设计的初衷是作为一种锂电池化成电源。与当前普通开关电源相比,本文设计的基于DSP的多路数控电源具有以下几个特点:①成本更低。四路主功率共用DSP控制板、辅源及其他外围资源,资源利用率高,成本大大降低;②性能更优。电流和电压的输出精度高,电流纹波小,输出功率更大,可根据功率要求选择2路或多路并联使用,且可实现交错并联;③扩展性好。多模块间共用控制板,它们之间的通信更简单、方便,便于实现多路间并联均流;④数控先进性。利用TI的C2000系列DSP,具有高精度的ADC采样模块、高速的PWM输出模块以及可与主CPU并行运算的协处器CLA模块,电源控制更快速,更准确。本文在一开始阐述了该课题的选题来源及意义,然后简单描述本设计所涉及到的相关数控电源技术。正文主要从硬件和软件两个层面来讲述该数控电源系统的设计。每个层面又主要从通信、测量、状态解析、功率控制四个功能部分来阐述系统设计的具体实现。通信部分主要阐述DSP与上位机之间的数据交换过程。测量部分主要阐述对锂电池电压、输出电流、母线电压、功率管温度等重要模拟量的数据采集、校准、计算。状态解析部分主要阐述该数控电源系统的几种工作状态,以及针对不同的工作状态,系统在软件算法上的实现方式。功率控制部分主要阐述本系统设计的主功率电路组成、工作过程,以及具体控制时序和环路控制算法。最后讲述了本次设计的多路输出的数控电源系统在锂电池化成设备中的具体应用。制作了样机,并对样机进行了实际测试,获得测试数据,得出结论,同时证明该数控电源满足预期的性能要求。


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