基于DSP的高频开关电源分析

王志辉

摘要：高频开关电源，是电力系统中的重要组成，现行高频开关电源设计中，采用了DSP芯片，目的是提高电源的稳定性和安全性。高频开关电源结构中，引入DSP，即：数字信号处理，也称DSP技术，以便确保高频开关电源的功能，符合电力系统的根本需求，实现数字化的电源建设。本文结合DSP技术，分析其在高频开关电源内的运用。

关键词：DSP 高频开关 电源

中图分类号：TM462 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）07-0135-01

近几年，DSP的发展较为成熟，应用到高频开关电源上，解决传统设计上的缺陷，规避开关电源中潜在的误差，利用芯片数值计算的方法，在理论与技术的作用下，处理高频开关电源的信号。DSP技术，优化了高频开关电源的运行，提供数字化、智能化的控制条件。

1 高频开关电源分析

高频开关电源，可以在瞬间状态下，实现高频交流电压到稳定直流电源的转换，为了提高转换过程的准确性，采用DSP技术（控制电路如下图1），提供数字化的控制方法，一方面注重高频开关电源的安全性，另一方面消除电源运行的误差缺陷，顺应现代电力系统的发展状态，避免高频开关电源与电力系统出现脱节。

2 基于DSP高频开关电源设计技术

以1kw和3kw的高频开关电源为例，分析基于DSP的设计应用，表明DSP在高频开关设计中的作用，规范高频开关电源的运用。

2.1 1kw高频开关电源设计技术

1kw高频开关电源系统内，除了主电路以外，DSP是核心的组成结构，其为电源的控制部分，完善电源运行环境。

首先是高频开关电源的DSP控制电路，运用数字信号处理器，芯片TMS320LF2407，DSP控制设计中，具有技术性的特点，考虑到DSP的技术实况，高频开关电源内，采用ADC（模拟数字转换器）做为转化模块，EVA、EVB（事件管理器），用在事件管理上，提升处理速度，高达4000万/s，体现DSP技术的能力和控制性能。

然后是DSP在1kw高频开关电源内的移相控制，存在移相角和死区，DSP技术中的T2CNT（计数器寄存器），存在周期中断、下溢中断的情况，需根据T1CNT（计数器寄存器）连续减时，匹配合适的服务周期，实现DSP的移相控制。

最后是DSP的软件设计，DSP的PID（自动控制技术）系统，促使高频开关电源具备灵活性，缩短电源反应的周期，DSP芯片作用下，实行PID模块化管理，有效避免了电源系统内的电磁干扰，营造稳定的电源环境[1]。

2.2 3kw高频开关电源设计技术

3kw高频开关电源技术，采用DSP，主要是实现电路的数字化控制，控制期间，落实移相控制，DSP能够处理高频开关电源中的给定信号、反馈数据等，具有高运算的能力，在驱动电路的控制下，作用于高频开关电源的逆变电路，控制高频开关电源的四项开关管。

首先是3kw高频开关电源中，DSP的技术设计，根据电源系统的需求，设计好控制电路，使用芯片TMS320LF2407A，DSP芯片，具有实时处理、外设控制的功能，便于在高频开关电源中，提供理想型的数字化控制技术。该高频开关电源系统内，DSP还与弱电模块存在信号联系，随时可以切断电气系统。

然后是DSP移相控制，电源的移相周期，会给与互补的时间控制，可以输出180°的互补区域，实时改变互补的状态，控制好占空比，提升高频开关电源的传输效率。

最后是DSP技术在系统控制算法和软件方面的运用，而且DSP技术，可以为高频电源开关提供高级的服务，缩短电源运行的周期，转型为模块化的控制。例如：DSP芯片中写入的PID算法，其在3kw高频开关电源内，用于确保电源输出的稳定性，实现电压、电流的动态稳定。PID在DSP技术中的控制规律为：

u（t）=Kp[e（t）+（t）dt+TD]

上述规律公式内，u（t）是指PID调节器的输出量；T1是DSP调节器的积分时长；TD是微分时长，Kp是调节器的增益。采取一定的离散递推，得出PID的算法控制。

3 高频开关电源DSP应用的注意事项

3.1 输入技术

高频开关电源中的DSP应用，其在输入技术中，要注意额定电压的运用，依照当地的额定电压，如果DSP在高频开关电源中的功能较多，还需采取切换技术，注重开关电源的工作效率，尽量减少电源运行中的无用功，降低高频开关电源内的损耗。

3.2 输出技术

DSP在高频开关电源内，设计时要注意输出电压，必须控制在额定的数值范围内。输出技术设计期间，重点降低纹波系数，控制好高频开关的电源，促使稳压精度达到规范的标准，避免影响电源的输出电压，以免输出电压发生变化，注重高频开关电源的稳定性控制。

3.3 变换器

变换器的使用，要符合DSP的设计需求，即使变换器的类型多样，也要满足DSP及高频开关电源的需求，体现变换器的隔离功能，采取全桥变换的方式，简化高频开关电源的系统电路。

4 结语

DSP逐渐成为高频开关电源中不可缺少的一部分，全面提升高频开关电源的标准性，运用DSP设计，优化高频开关电源的使用环境，禁止出现安全风险，满足当下电力系统的发展要求，表明DSP设计的重要性，进而推进高频开关电源的发展。

参考文献

[1]张洁鸿.高频开关电源的设计探讨[J].企业技术开发，2015，21：17+20.