若是作為A/D,D/A顯示等,51單片機(jī)也夠了
若是作為A/D,D/A顯示等,51單片機(jī)也夠了.DSP是很快,但性?xún)r(jià)比卻未必高.除非DSP能直接輸出PWM控制開(kāi)關(guān)管,我不會(huì)用DSP的.

2407a有16路PWM輸出
包括對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng),并由死區(qū)控制,是不是很好用,而且芯片價(jià)格在不斷下降.

PWM頻率可達(dá)多高?
2407a輸出PWM的頻率可達(dá)多高?要求PWM的分辨率達(dá)至少13位.請(qǐng)指教.多謝.

一般沒(méi)問(wèn)題
cpu時(shí)鐘頻率可以達(dá)到40M,在此基礎(chǔ)上變成實(shí)現(xiàn).最大pwm分辨率為16位.

計(jì)算一下
時(shí)鐘頻率40000000,分辨率65536,40000000/65536=610,
即使是12位分辨率,40000000/4096=9765,老兄是不是拿我開(kāi)玩笑?有這樣低頻率的開(kāi)關(guān)電源嗎?

pwm輸出能直接用于驅(qū)動(dòng)igbt嗎?
你的16路輸出相互隔離了嗎?能直接用于驅(qū)動(dòng)igbt嗎?謝謝!

的確有必要
2407A的資料你有嗎?CLOCK 40M?指令周期是多少?

輸出不隔離,需要自己加隔離.
輸出不隔離,需要自己加隔離.

看需求
2407芯片的驅(qū)動(dòng)頻率用在開(kāi)關(guān)電源上最大也就十幾K,不一定合適,它最主要的用途是用來(lái)做變頻器及驅(qū)動(dòng)電機(jī),頻率不是很高的場(chǎng)合.

完全正確
我在前面所說(shuō)的正是這個(gè)意見(jiàn).DSP單片機(jī)無(wú)法產(chǎn)生足夠高頻率的PWM控制波.

我也這樣認(rèn)為.
我有用EMC的CPU做車(chē)載INVERTER.開(kāi)關(guān)頻率40KHZ.

dsp電源
現(xiàn)在高檔電源如UPS,逆變器,變頻器,等很多
使用dsp,沒(méi)必要再討論可不可行了吧.

行是肯定的.
用于INVERTER,UPS,等電源內(nèi)是比較好,成本不高,但用于一般AC-DC單端電路內(nèi)成本應(yīng)該有點(diǎn)高.

PWM控制的分辨率
您發(fā)的EMC單片機(jī)資料我仔細(xì)讀過(guò)之后,大概把您PWM頻率達(dá)到40kHz是怎么做的搞明白了.您的晶體頻率為20MHz,1個(gè)機(jī)器周期是2個(gè)時(shí)鐘周期,計(jì)數(shù)器的輸入頻率就是
10MHz.計(jì)數(shù)器是8位的,最大計(jì)數(shù)值256,那么10000000/256=39062.5,近似40kHz.
該單片機(jī)計(jì)數(shù)器的輸入時(shí)鐘達(dá)10MHz,在單片機(jī)中是比較高的.
但我還想指出:8位PWM控制未免有些粗糙,至少要10位,最好能有12位以上.各種單片機(jī)都有不同指令,各指令執(zhí)行時(shí)間不同,可能是1個(gè)機(jī)器周期,也可能是2個(gè)或更多.而CPU必須執(zhí)行完當(dāng)前指令才能進(jìn)入中斷.所有CPU都不止一個(gè)中斷,當(dāng)CPU執(zhí)行到修改中斷寄存器等指令時(shí),必須再執(zhí)行一條指令才能進(jìn)入中斷,這就造成了誤差.
另外,用單片機(jī)控制電源并不是輸出PWM波就行,單片機(jī)還要進(jìn)行電源輸出電壓的測(cè)量,與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較,過(guò)流或過(guò)壓時(shí)要強(qiáng)制關(guān)斷,這里有不少計(jì)算工作,而我感覺(jué)該單片機(jī)的計(jì)算能力不夠,也不容易與外圍芯片如A/D等接口.
解決的方法之一是硬件實(shí)現(xiàn)PWM,我曾設(shè)計(jì)一個(gè)電路,用可預(yù)置高速計(jì)數(shù)器芯片,試驗(yàn)的結(jié)果,不能用紋波計(jì)數(shù)器,必須用同步計(jì)數(shù)器.確實(shí)做到了高分辨率(12位)同時(shí)速度也夠用.但電路較復(fù)雜,成本也高,還不如用傳統(tǒng)的模擬脈寬芯片.
不知您對(duì)此問(wèn)題有何高見(jiàn),希望您能多多指點(diǎn).

RE
我并不是說(shuō)DSP不可行,我說(shuō)的是單片機(jī)控制電源無(wú)法直接產(chǎn)生PWM波.用單片機(jī)控制電源當(dāng)然可行,用較老的型號(hào)系列如MCS51就可以,用高性能的DSP當(dāng)然更可以.問(wèn)題是成本上合適不合適,也就是性?xún)r(jià)比如何.其次是如何控制,是直接控制PWM,還是間接控制,哪種比較好(成本低,容易實(shí)現(xiàn)).

RE
要輸出40KHZ的PWM就只能用計(jì)數(shù)器嗎?可以用軟件延遲.其實(shí)頻率不用20M用8M就夠,再高的話50HZ就難做.PWM控制的分辨率有必要用10位嗎(但我不清楚10位是什么概念,是一個(gè)PWM可分為1024還是10)?我認(rèn)為能分成20就夠.其實(shí)電壓檢測(cè)是不用A/D轉(zhuǎn)換器(除非要求精度很高)也可以做電源,溫度,過(guò)壓,短路,反饋的檢測(cè).

Re:zhangchuan
10位分辨率就是PWM波寬度分成1024份.
能分成20就夠,那么假定網(wǎng)電源電壓(交流標(biāo)稱(chēng)220V)下降了2%或者3%,脈沖寬度如何改變?或者說(shuō)改變不改變?要改變的話,輸出電壓就要上升5%,怎么保證輸出電壓的精度?
分成20份也不是完全不能工作.有這樣的工作方式:檢測(cè)到輸出電壓大于某值就減少脈寬,當(dāng)然減少就會(huì)使輸出電壓減少過(guò)頭,但由于存在濾波電路,下降不是立即完成的,有一段下降時(shí)間,當(dāng)檢測(cè)到輸出電壓大于某值時(shí),又增加脈寬,輸出電壓又開(kāi)始上升.自動(dòng)控制中,這種方式稱(chēng)為振蕩工作方式,例如電冰箱控溫就是這樣的.但輸出電壓必定帶有振蕩的紋波成分,負(fù)載是否允許這樣的紋波,可能要求高的時(shí)候不允許.此紋波可以在輸出端再加濾波電路去掉,但成本增加,電源的動(dòng)態(tài)特性變差.如果不允許帶有紋波,也不允許增加濾波電路,分成20份就不行.
用軟件延時(shí)肯定不可行.單片機(jī)如果用軟件延時(shí)就無(wú)法做其它工作,也就無(wú)法進(jìn)行控制了.
以上看法,不知zhangchuan兄以為如何?或者有什么更好的解決方法?請(qǐng)指教.

RE
分辨率為10份的PWM用于AC/DC電路可能會(huì)有輸出電壓震蕩的現(xiàn)象,但用于DC/AC的INVERTER電路應(yīng)該是問(wèn)題不大.請(qǐng)問(wèn)在INVERTER電路中用計(jì)數(shù)器延遲40KHZ的PWM脈沖(用于推挽電路,有兩組PWM輸出,脈沖相互反相有5%的死區(qū))那50HZ的PWM輸出又用什么方式延遲?而EM78156只有一個(gè)計(jì)數(shù)器,如果這樣一來(lái)就無(wú)法分配.我的想法是:40KHZ用軟件延遲,50HZ用計(jì)數(shù)器延遲.40KHZ工作于PWM調(diào)寬狀態(tài)又可以工作于跳周期狀態(tài).在PWM無(wú)法調(diào)整時(shí)(輕載時(shí))便轉(zhuǎn)換到跳周期.檢測(cè)時(shí)間可以間隔幾毫秒檢測(cè)一次.

Re:zhangchuan
我沒(méi)有注意到你們是做inverter,仔細(xì)想一下,如果是inverter,確實(shí)可行,不必用硬件計(jì)數(shù)器,只要用片內(nèi)8位計(jì)數(shù)器就夠.因?yàn)閕nverter不是輸出很穩(wěn)定的直流,分成20份的確夠了.
控制50Hz這樣的長(zhǎng)時(shí)間,我是利用定時(shí)器中斷,每次中斷令一個(gè)存儲(chǔ)器加一,到指定時(shí)間執(zhí)行有關(guān)例程.
但我要做的是直流輸出,穩(wěn)定度的要求相當(dāng)高,寬范圍輸入,寬范圍可調(diào)整輸出,用單片機(jī)直接控制PWM看來(lái)是辦不到.
不過(guò)我們討論的問(wèn)題離發(fā)起的主題遠(yuǎn)了,以后有機(jī)會(huì)還要多請(qǐng)教!

請(qǐng)問(wèn):
做電源時(shí),變壓器有抽頭,這個(gè)大家都明白;DSP中濾波器抽頭是什么意思?

用2812啦,運(yùn)算速度150MPS,32位字長(zhǎng),12位AD.采樣、控制應(yīng)該夠用了.

上面說(shuō)的還只是一般情況.其實(shí)去看看電源的控制到輸出特性就知道了.并不是線性的.舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),當(dāng)電流連續(xù)與不連續(xù)的臨界時(shí),負(fù)載略增加很多,可是賣(mài)寬卻只需要增加一點(diǎn)點(diǎn).這個(gè)一點(diǎn)點(diǎn)的增量必須在PWM的分辨率上體現(xiàn)出來(lái).這個(gè)就是控制粒度問(wèn)題.當(dāng)然了,也可以采用頻率抖動(dòng)的做法.不過(guò)我目前的實(shí)驗(yàn)感覺(jué)上是徒然增加功耗和設(shè)計(jì)難度.實(shí)際的控制效果并不十分明顯.當(dāng)然最近也在考慮方案.另,剛從SL那里買(mǎi)來(lái)16M的AVR,可以達(dá)到16M的頻率.9位分辨率下,PWM頻率可在32K.很不錯(cuò).正在調(diào)試.

Why must 13bits.
Assume we design 12V output.Think about use 7bits(315kHz).
the first,The main point is output filter(LC) frequency is much lower than that.
the second,12V/256<50mV(7bits is 128),we can set error limit,
if D=69.5, make dsp run at 69 70 69 70,so use 7bits and get 8bits
preformance

基于DSPS控制的全數(shù)字UPS逆變器設(shè)計(jì)
言超 吳燮華  
  
  
摘  要: 功率變環(huán)器的數(shù)字化實(shí)時(shí)控制是電力電子技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向.提出了一種新型的基于電感電流模式的雙環(huán)數(shù)字控制器,給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)字控制器設(shè)計(jì)的正確性.
  
  
關(guān)鍵詞: 數(shù)字控制;電感電流模式;雙環(huán)控制
  
  
正文:
1  引言
  隨著信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和INTERNET的迅猛發(fā)展,供電系統(tǒng)的可靠性要求越來(lái)越高,因此對(duì)不間斷電源(UPS)技術(shù)指標(biāo)的要求也越來(lái)越高.UPS的核心部分是一個(gè)恒頻恒壓逆變器,由于傳統(tǒng)模擬控制需要使用大量的分離元器件,老化和紋漂嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性.基于DSP的數(shù)字控制技術(shù)能大大改善產(chǎn)品的一致性,同時(shí)增加了控制的柔性,提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性.本文主要提出了一種數(shù)字控制的UPS逆變器結(jié)構(gòu),詳細(xì)論述了控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì).
2  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
  圖1是本文提出的數(shù)字控制UPS逆變器的結(jié)構(gòu)框圖.主要電路采用了全橋結(jié)構(gòu),控制電路是以TI公司的電機(jī)控制專(zhuān)用DSP芯片TMS320F240為核心的全數(shù)字控制器.Lf和Cf為逆變器的輸出濾波電感和濾波電容,rL和rC分別為濾波元件的串聯(lián)寄生電阻.考慮到控制的精確性和產(chǎn)品的成本,控制系統(tǒng)采用了電阻取樣,主功率電路和控制電路共地的系統(tǒng)控制方法.










Rs1和Rs2為輸出電壓取樣電阻,Rc為電感電流取樣電阻.電壓和電流取樣信號(hào)通過(guò)采樣網(wǎng)絡(luò),輸入到DSP的A/D轉(zhuǎn)換口.DSP的PWM模塊輸出4路PWM信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路之后驅(qū)動(dòng)4個(gè)IGBT管.
3  控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1數(shù)字雙環(huán)控制器結(jié)構(gòu)
  逆變器的控制有許多方案,本文的UPS逆變器采用了電感電流模式的數(shù)字雙環(huán)PI控制方法,具體的逆變器數(shù)字控制框圖如圖2所示.









圖中的虛線框內(nèi)部分為逆變器的主電路,Vref為儲(chǔ)存在DSP程序空間內(nèi)的正弦波數(shù)據(jù)表,VAB為逆變橋兩橋臂中點(diǎn)間的電壓.為了抑制反饋量中的高頻噪聲,提高采樣的精確性,反饋通道中增加了阻容低通濾波器.電壓誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字PI調(diào)節(jié)之后的輸出作為電流環(huán)的指令,電流誤差信號(hào)再經(jīng)過(guò)比例調(diào)節(jié)得到電流環(huán)輸出.電流環(huán)輸出與定時(shí)器產(chǎn)生的三角波比較后得到的四路門(mén)極脈沖.
3.2  電流環(huán)和電壓環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)
   圖3為簡(jiǎn)化的電流內(nèi)環(huán)框圖,Zoh為零階保持環(huán)節(jié),他的S域傳遞函數(shù)為:








  其中Ts為采樣周期.









本文設(shè)計(jì)的電壓和電流采用周期均為50μs.電流環(huán)的開(kāi)環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為:








(忽略了電感的串聯(lián)電阻RL),它得閉環(huán)傳遞函數(shù)的特征方程為:









根據(jù)無(wú)差拍控制原理,令特征根為0,得到Kc=L/Ts.
  圖4為簡(jiǎn)化的電壓外環(huán)控制框圖.其中








為電壓外環(huán)數(shù)字PI控制器脈沖傳遞函數(shù)的一般形式,K1-K2= K1Ts, K1為積分系數(shù).









由于上面設(shè)計(jì)的電流內(nèi)環(huán)的跟蹤速度遠(yuǎn)快于電壓外環(huán),在設(shè)計(jì)電壓外環(huán)時(shí),作如下合理的簡(jiǎn)化;設(shè)電感電流已經(jīng)能夠跟蹤指令電流,這樣可以假設(shè)電流內(nèi)環(huán)為一個(gè)單位比例環(huán)節(jié)1,從而得到電壓外環(huán)的開(kāi)環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為:








(忽略了電容的串聯(lián)電阻Rc),其閉環(huán)傳遞函數(shù)的特征方程為:








同樣根據(jù)無(wú)差拍控制原理,令特征根為0,得到K2=C/ Ts, K1可以為任意常數(shù).根據(jù)K1和K2的關(guān)系并結(jié)合仿真的方法可以確定K1.
  在上面的控制參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中,均采用了單位反饋的簡(jiǎn)化方框圖,實(shí)際線路的反饋通道上肯定會(huì)有比例環(huán)節(jié),因此在上述設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,還要根據(jù)實(shí)際的反饋比例變環(huán)控制方框圖,得到最終的控制環(huán)節(jié)參數(shù).
3.  采樣控制時(shí)序設(shè)計(jì)
  圖5示本文提出的一種采樣控制時(shí)序示意圖.T0-T4為一個(gè)開(kāi)關(guān)周期,由于采用了倍頻單極性的正弦波脈寬調(diào)制方法,輸出濾波電感的脈動(dòng)頻率是開(kāi)關(guān)頻率的兩倍,這樣可以縮小濾波元件的體積.在定時(shí)器周期中斷的T1時(shí)刻,同時(shí)啟動(dòng)兩路A/D轉(zhuǎn)換器,進(jìn)行電壓和電流反饋量的采樣,T2時(shí)刻A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束,立即進(jìn)行雙環(huán)控制算法的執(zhí)行直至T3時(shí)刻.在定時(shí)器下溢中斷的T4時(shí)刻,將計(jì)算所的得比較值CMPRX載入.顯然,在這種采樣控制方法中,控制點(diǎn)相對(duì)于采樣點(diǎn)只延時(shí)了半個(gè)開(kāi)關(guān)周期,比許多文獻(xiàn)報(bào)到的延時(shí)一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的采樣控制方法,控制的實(shí)時(shí)性得到的很大的提高,仿真和實(shí)驗(yàn)都驗(yàn)證了這一點(diǎn).









4  仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
  表1列出了本文提出的數(shù)字控制逆變器的一些主要參數(shù).









  在進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)之前,先用MATLAB的SIMULINK工具箱對(duì)UPS逆變器系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,圖6位負(fù)載切換時(shí)的輸出電壓和負(fù)載電流的仿真波形.


















  圖7(A)為滿載3KVA下輸出電壓和電感電流的穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)波形,用LEM公司的鉗形表HEME ANALYST 2060測(cè)得:THD=1.4%,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明控制系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)態(tài)特性.
5  結(jié)束語(yǔ)
  相對(duì)于模擬控制技術(shù),基于DSP的全數(shù)字控制技術(shù)大大簡(jiǎn)化了控制電路的設(shè)計(jì),增加了控制的靈活性.同時(shí)采用了數(shù)字無(wú)差怕控制技術(shù)和延時(shí)半個(gè)開(kāi)關(guān)周期的采樣控制方法,逆變器的動(dòng)態(tài)特性大大改善.仿真和實(shí)驗(yàn)均驗(yàn)證了這種基于DSP的全數(shù)字控制方案的先進(jìn)性和實(shí)用性.

我希望控制輸出到滿輸出的0.1%,那就是大約10bit.再加上楚天(參見(jiàn)下面)所說(shuō)的控制曲線并非線性(以前我甚至發(fā)現(xiàn)過(guò)控制曲線非單調(diào)的現(xiàn)象),所以至少要12bit.

Good point. Thanks!
But, the first,think future,IC designer will separate chip frequency and PWM counter(higher than chip frequency).One year later, we will see the release part.
the Secondary, find what we have now.DC/DC converter, input range is from 35V to 75V, 12V output. DSP have 7PWM, so, we can use buck and boost(this topology is realy good, half brick 12V/30A, from 50% to 100% load efficency over 95%).
35V to 54V work on Boost mode, 54V to 75 work on Buck mode.
run 8 bits. error is 80mV(if you want, I can calculate for you).
it +_40mV(<0.5%, but still bigger than0.1%), general,I think it good enough.
the third, if use FET replace of Diode, Unit always work on CCM
(continue mode).
the fourth, PWM accuracy is different with feedback accuracy, can make feedback accuracy at 10 bits. then made system stable.

I think we should open a new window and talk this.

楚天兄:
你好.看到你在調(diào)試AVR,想請(qǐng)你多多指教.我也用AVR單片機(jī)做開(kāi)關(guān)電源,現(xiàn)在剛剛起步.用的是Atmega16L單片機(jī),要輸出直流60V/1800W(可調(diào)).頻率到?jīng)]什么要求.你能就單片機(jī)直接輸出PWM的原理予以指導(dǎo)嗎?我主電路是半橋逆變電路.怎么也想不明白兩路波怎么產(chǎn)生的.由于是新手,所以問(wèn)的很簡(jiǎn)單,請(qǐng)指教,謝了.wyuqin@163.com

我完全相信,不久的將來(lái)就會(huì)有這樣的芯片.不過(guò),價(jià)格是另一個(gè)問(wèn)題.
我要做的電源之所以要這樣高的精度,是客戶(hù)的要求.客戶(hù)要求3000V最大輸出,控制步長(zhǎng)和分辨率為1V.最大輸出時(shí)顯示跳動(dòng)1個(gè)字,就說(shuō)你的電源不穩(wěn)定.可笑的是:用指針表作輸出指示的電源他認(rèn)為穩(wěn)定,因?yàn)榭床怀鲋羔樚鴦?dòng).
沒(méi)有辦法,我已決定用線性電源作輸出,線性電源我確實(shí)做到了0.05%的負(fù)載穩(wěn)定性.

唉,看不懂啊,是用英語(yǔ)寫(xiě)的帖子嗎?

上班,不好寫(xiě)中文.
DSP 控制開(kāi)關(guān)電源是個(gè)好的方向.如果早入手,可以發(fā)現(xiàn)許多東西值得專(zhuān)利保護(hù).另外,另外,DSP價(jià)格 2$左右,并不貴(pwm clock 80MHz).
供應(yīng)商有:motorola(best performence/price),
Ti(best 開(kāi)發(fā)環(huán)境)
microchip