1、基于tms320f28044數字電源設計什么是數字電源?ti從功能上對數字電源舉行了定義：數字電源就是數字化控制的電源產品，它能提供管理和監控功能，并延長到對囫圇回路的控制。針對不同領域的應用，ti推出了多款可以實現數字電源產品的處理器，如tms320f280x系列、tms320f2801x系列，還有可輸出16通道高精度的dsp處理器tms320f28044。在要求dc通道較多的系統，用28044設計數字電源就顯得十分的簡單，一顆dsp最多可控制16通道的dc，輸出隨意可編程，極大地增加了電源系的靈便性，同時電源系統將變得十分智能和可控。本文主要探討如何基于tms320f28044設計多通道的

2、dc/dc電源。系統框架圖1展示了基于c2000dsp設計的多通道dc/dc數字電源系統框架，dc/dc的拓撲結構普通為典型的buck或者同步buck電路，輸出電壓經網絡采樣后挺直送到dsp的端口，dsp內部對該值采樣，然后和系統的給定值做比較，比較后的誤差值經過pid調解器得到每個通道的占空比，這樣每路buck電路都形成一個閉環系統。同時一些外設接口如rs232、i2c，dsp通過這些接口可以與上位機實現數據交換，或者通過i2c接口來遵循pmbus協議，組成智能數字電源系統。高精度pwm圖1 基于c2000數字dc/dc系統框架tms320f28044提供高達16路的高精度pwm波。理論上，

3、pwm波在系統主頻100mhz下最高可以得到10ns的辨別率，但是作為dc/dc變換器，假如要得到精度高、紋波小的直流輸出電壓，那么就需要更高的開關頻率和更高的pwm辨別率。tms320f28044內部提供一個微邊沿控制器，可以輸出最小150ps的pwm。設系統的主頻為100mhz，pwm波的頻率為200khz，占空比需要輸出50.1%，假如僅僅用法一般的pwm波輸出，那么周期值設為5000，compa的值設為250，最高為2500個ns ,占空比就為50%，設為251，占空比就為50.2%。那么如何才干最大限度的得到臨近于50.1%的占空比呢，這就需要用到高精度pwm波，compa的值設為2

4、50，接下來需要再產生5ns的高電平，cmpahr設為32，32×150=4.8ns，占空比為50.096%，cmpahr設為33，33×150=4.95ns，占空比就為50.099%，cmpahr設為34，34×150=5.1ns，占空比為 50.102%，由此可見當cmpahr設為33時，占空比的誤差僅為0.001%，假如不用法高精度的pwm波，誤差就為0.1%?？梢娡ㄟ^用法高精度的pwm波，可以把誤差縮小兩個數量級。假如用法它來控制數字電源的話，可以大大提高數字電源的控制精度。buck環路拓撲圖2 基于buck的數字控制拓撲圖2展示了基于buck電路的dc/

5、dc數字控制拓撲，q1、l、c、r組成了buck降壓型變換器，輸出電壓經過調理電路轉換成03v的電壓信號送到dsp的內部adc，adc的輸出與參考電壓比較之后得到誤差信號e，e再經過電壓環的控制器gc得到調節后的buck調解器占空比u，u作為片內pwm模塊輸出的計算因子，生成相應占空比的pwm信號，pwm信號再經過驅動電路驅動功率開關管的導通，得到期望的輸出電壓。囫圇過程所有通過dsp內部的數字控制，通過設置合適的pid參數，可以得到很好的動態特性。數字采樣圖3 dc/dc變換器數字采樣原理數字控制中采樣時刻的選取對控制策略有著很重要的意義。圖3展示了在dc/dc變換器中如何合理的設置adc的

6、轉換時刻，以期得到精確的采樣值。上圖中t1生成對稱模式的pwm波，t1的比較寄存器可以用來存放需要生成的pwm波的占空比，通過轉變比較寄存器的值，就可以得到期望占空比的pwm波。在本例中adc的控制寄存器設置的轉換觸發發生在adc升高沿的中間處，也就是開關管導通的中間時刻，adc轉換完成之后,將會觸發一個中斷，在中斷服務子程序中，用戶程序從adc的結果寄存器中讀取ad的轉換結果，執行數字控制器，更新pwm波的輸出占空比，新的pwm波有效發生在下一個周期。在圖3可以看出，從控制器執行完pwm波更新到下個adc中斷觸發來臨，這中間有無數空閑時光，這就意味著假如系統得帶寬足夠的話，在這中間可以加入更

7、多的控制器來控制多路的dc/dc變換器。在background loop中可以執行其他的用戶程序如通信等。pid控制ti提供的數字電源開發包中有控制器的算法宏，該宏在controllawmacro.h頭文件中，是基于一個2p/2z傳遞函數：pid離散化的表達式如下所示：2p/2z傳遞函數：可見，pid只是2p/2z的一個特例，a1=-1和a2=0那么pid的系數就如下所示：coef2p2z_10 = dgain * 67108 / b2coef2p2z_1 = (igain - pgain - dgain - dgain)*67108 / b1coef2p2z_1 = (pgain + iga

8、in + dgain)*67108 / b0coef2p2z_1 = 0;/ a2coef2p2z_1 = 67108864; / a1coef2p2z_1 = dmax * 67108;/ clamp hi limit (q26)coef2p2z_1 = 0x00000000;/ clamp lo用戶可以通過定義或者轉變pgain、igain、dgain、來實現控制算法的調整。為便利調試，在ccs中可以將上述的參數做成進度條，通過滑動進度條的方式來實現系統的實時調試。軟件框架軟件框架4所示。圖4 軟件框架設計實例設計實例5所示，本設計有以下特點：圖5 設計實例 采納子板加母板的銜接方式 子板基于tms32