基于DSP的双向DC/DC变换器控制系统的设计

　　1　控制系统的整体设计

　　双向DC/DC变换器控制系统的设计包括控制主电路的硬件设计与控制器的软件设计。硬件设计包括控制器电路、采样电路、隔离驱动电路、保护电路及辅助电源电路等设计,软件设计包括系统的程序结构以及流程。控制系统总体结构图如图1所示。

　　2　控制系统硬件设计

　　2.1　TMS320F2812DSP芯片介绍

　　TMS320F2812DSP是美国TI公司推出的数字信号处理器,该芯片是基于TMS320C2XX内核的定点数字信号处理。与F24X系列数字信号处理器相比,该处理器提高了运算的精度(32位)和系统的处理能力(达到150MIPS)。该系列数字信号处理器还集成了128KB的Flash存储器, 4KB的引导ROM,数学运算表以及2KB的OTPROM,从而大大改善了应用的灵活性。2个事件管理器模块EVA和EVB为电机及功率变换控制提供了良好的控制功能。每个事件管理器模块包括:定时器、比较器、捕捉单元、PWM逻辑电路、正交编码脉冲电路以及中断逻辑电路等。16通道性能12位ADC单元提供了2个采样保持电路,可以实现双通道信号同步采样。

　　2.2　采样电路设计

　　采样电路需采集的量有:蓄电池充电电流I1,蓄电池放电电流I2,蓄电池组的端电压U2。电流采集采用电流互感器,电压采集采用霍尔电压传感器。电路图如图2所示。

　　2.3　隔离驱动电路设计

　　本装置的驱动要求有:

　　(1) DSP刚上电或者复位时,输出高阻,相当于高电平,需要在外部加上反逻辑电路,以免烧毁器件;

　　(2)需要隔离驱动;

　　(3)能够精确控制。隔离驱动电路采用6N137来实现,具体的连接电路如图3所示。

　　3　系统软件设计

　　3.1　系统程序结构

　　DSP2812的执行速度达到了150MIPS,与指令运算功能相配合,很容易实现各种控制算法。由于系统集成了很多外围设备,大大降低了系统的生产成本,提高了系统的工作效率。系统的软件主要包括主程序和中断子程序。主程

　　序主要负责:

　　(1)系统的初始化。初始化的过程主要包括对程序中定义的各种变量的初始赋值和对系统中各种外围设备的初始化,包括DPS核心、输入输出口、模数转换模块、CAN通信模块和定时器模块。

　　(2)向上位机发送变换器的状态信息。主程序的另一个功能就是通过CAN总线,将变换器的状态信息发送给上位机,其中包括变换器的运行状态、电感电流值、输出电压值以及可能发生的各种错误,使上位机

　　可以实时地监控变换器的运行状态。中断子程序包括定时器中断子程序和故障中断子程序。

　　定时器中断子程序负责: