EVB的定时器 - 基于DSP的PWM型开关电源的设计及工作原理分析与仿真验证

　　TMS320LF2407中EVB的定时器3个有三个与之相关的比较单元:比较单元4、5、6,每个比较单元都有一个相应的比较寄存器:CMPR4、CMPR5和CMPR6.每个比较单元都可单独设置成比较模式和PWM模式,设置为PWM模式时,每个比较单元有两个极性相反的PWM输出.因此利用TMS320LF2407可实现对三相桥式逆变电路的SPWM控制.在周期寄存器T3PR的值一定的情况下,通过改变比较寄存器的值就可以改变输出矩形脉冲的宽度[3].

　　根据式(3)所得的占空比表达式,再利用通用定时器比较单元的PWM特性,就可以很容易地实现SPWM.首先介绍一下产生PWM的寄存器设置,其步骤如下:

　　(1) 装载比较方式控制寄存器ACTRB.

　　(2) 如果使能死区,则设置和装载死区时间控制寄存器DBTCONB(如使能则可避免上下桥臂同时输出触发脉冲.)

　　(3) 设备和装载定时器3周期寄存器,即规定PWM波形周期.

　　(4) 初始化EVB的比较寄存器CMPR4、CMPR5、CMPR6.

　　(5) 设置和装载定时器3的控制寄存器T3CON.

　　(6) 更新比较寄存器的值,使输出的PWM波形占空比发生变化.

　　具体的程序设计方法如下:

　　(1) 系统初始化后根据载波频率和信号频率计算出每个周期需要输出的矩形波个数,从而确定定时器的周期,以设置频率参数及脉冲个数.

　　(2) 根据式(3)计算出每个矩形脉冲的占空比,用占空比乘以周期寄存器的值,从而计算出比较寄存器的值.该过程作为计算子程序,并使脉冲指针个数I加1.

　　(3) 在周期中断子程序中将计算所得出的比较寄存器的值送到比较寄存器,当达到一次载波周期时置相应的标志位.

　　(4) 主程序根据标志位来判断是否已完成一个周期的操作.如果标志位TC上已置1,则清标志位,调计算占空比子程序,然后进入等待状态;如果标志位上未置1,则直接进入等待状态.其主程序流程图如图4所示.

　　虽然利用单片机也能实现SPWM,但运用DSP强大的数据处理能力及其速度优热可以提高电源控制系统的精度和实时性,满足逆变电源更高的要求,为电源控制系统的全数字化提供必要的软硬件基础.其与单机的性能比较见表1.

　　5 仿真结果

　　在软件设计的基础上结合硬件,得到了在eclectonics workbench环境下经正弦调调制而未整流滤波的仿真结果,如图5、6、7所示.

　　由图5、图6比较可以看到,输出电压频率为40Hz,负载分别在10Ωt和10kΩ时输出的波形为很好的正弦波,频率符合要求,可见负载的变化对输出结构影响不大;由图5图7可以看到,当负载为10Ω时,输出电压频率分别在40Hz和400Hz时的输出波形变化不大,可见频率变化对输出波形影响也不大.

　　由仿真结果可以看到基于DSP芯片的PWM型开关电源系统具有稳定快、失真小、负载对系统影响小等特点,而且频率可在软件部分调整,这为其应用于对精度要求高的尖端电子设备提供了保障.