本發明專利技術提供了一種DPS控制的高壓直流電源模塊，它包括功率主電路與基于DSP的控制電路，功率主電路包括：交流輸入、EMC保護單元、整流濾波單元、BUCK變換器、移相全橋可控逆變器、高頻升壓變換器、倍壓整流單元、濾波器，控制電路包括：DSP控制單元、電壓分壓反饋取樣單元、DSP輔助電源及鍵盤/顯示電路。本發明專利技術以DSP為控制核心，使電源具有較好的可控性，且易升級、易維修。采用DSP芯片對電源主電路實現了全數字控制，輸出電壓設置定點可調，提高了輸出電壓的精度和穩定度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種高壓直流電源模塊，特別是一種基于DSP控制的PWM型高壓直流電源模塊。
技術介紹
隨著電力電子技術及開關器件的發展，如新理論、新技術的指導，新器件、新材料的進步以及控制的智能化等等，開關電源技術已廣泛地應用于高壓直流電源技術中。利用開關電源技術產生比工頻高上千倍頻率的方波或正弦波可以大大減小高壓電源的體積和重量，這是高壓直流電源的重要發展趨勢。·現有的電源廣泛采用TL494，UC3875等專用電源芯片來驅動開關管，特定的電源芯片本身不可編程，可控性較差，難以擴展，不易升級和維修，同時電源芯片為模擬型芯片，具有模擬電路難以克服的由溫漂和老化所引起的誤差，無法保證系統始終具有高精度和可靠性。
技術實現思路
針對現在技術的缺點，本專利技術提供了一種可編程、可控性好、擴展容易、升級和維修方便、精度和可靠性高的DPS控制的高壓直流電源模塊。本專利技術的技術方案如下 一種DPS控制的高壓直流電源模塊，包括功率主電路與基于DSP的控制電路其中功率主電路包括交流輸入、EMC保護單元、整流濾波單元、BUCK變換器、移相全橋可控逆變器、高頻升壓變換器、倍壓整流單元、濾波器，功率主電路的各個單元之間按輸入/輸出依次串接，交流輸入電壓經EMC保護單元濾波防止電磁干擾，再經整流濾波單元得到一直流電壓，然后經BUCK變換器進行調壓得到一個平滑的直流電壓，經過移相全橋可控逆變器將電壓逆變成一交流電壓，再經高頻升壓變換器變為高頻交流電壓，然后通過倍壓整流單元整流和濾波器濾波，得到需要的高質量、高品質的直流電壓； 基于DSP的控制電路包括DSP控制單元、電壓分壓反饋取樣單元、DSP輔助電源及鍵盤/顯示電路，其中電壓分壓反饋取樣單元的輸入連接于DSP控制單元進行采樣，鍵盤/顯示電路通過串口與DSP控制單元相連，DSP控制單元根據電壓分壓反饋取樣單元取樣的反饋電壓計算移相全橋可控逆變器的前后橋臂相位差來控制輸出電壓，DSP輔助電源提供DSP控制電路的電源，鍵盤/顯示電路顯示電壓電流值。作為優選，所述的整流濾波單元選用MT3516型三相橋堆進行整流，濾波電容選用容量4700PF、耐壓為交流400V的安規電容。作為優選，所述的BUCK變換器選用IRFP460型的MOSFET作為BUCK電路的主開關管，續流二極管選用反向恢復時間短，具有軟恢復特性的肖特基二極管。作為優選，所述的移相全橋可控逆變器采用移相式全橋并聯諧振結構，開關器件采用集成功率模塊，諧振回路采用大電感和小電容串聯諧振并聯輸出方式，其諧振頻率小于開關頻率。作為優選，所述的高頻升壓變換器采用兩個變壓器，第一級隔離，第二級升壓，高頻升壓變換器密封在油箱內，第一級變壓器的初級和次級線圈匝數與第二級變壓器的初級線圈匝數一樣。作為優選，所述的基于DSP的控制電路采用TI公司的TMS320LF2407 DSP芯片為控制核心，電壓分壓反饋取樣單元采用電壓和電流雙環反饋式來進行穩壓控制，高壓側電壓采用高壓電阻分壓器來進行采樣，利用運放來進行阻抗匹配，然后利用線性光藕來隔離，最后信號通過分壓濾波進入DSP的Α/D轉換。 本專利技術的有益效果是整個電源系統以DSP為控制核心，用單個芯片集中實現了移相全橋逆變技術、高壓直流電源的輸出電壓選擇和調節、整個系統的保護等功能，使電源具有較好的可控性，且易升級、易維修。采用DSP芯片對電源主電路實現了全數字控制，輸出電壓設置定點可調，提高了輸出電壓的精度和穩定度。控制算法通過軟件編程實現使得系統升級方便，也便于用戶根據各自的需要靈活地選擇不同的控制功能。附圖說明圖I為本專利技術的原理方框圖。圖2為本專利技術的系統時鐘電路圖。圖3為本專利技術的存儲器接口電路圖。圖4為本專利技術的DSP電源電路圖。圖5為本專利技術的復位電路圖。圖6為DSP程序流程圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術做進一步說明。如圖I所示，本專利技術包括以下幾個組成部分功率主電路部分與基于DSP的控制電路。其中功率主電路包括=EMC保護單元I、整流濾波單元2、BUCK變換器3、移相全橋可控逆變器4、高頻升壓變換器5、倍壓整流單元6、濾波器7。基于DSP的控制電路包括DSP控制單元8、電壓分壓反饋取樣單元9、DSP輔助電源及鍵盤/顯示電路10。電源的輸入為220V工頻交流市電，經EMC保護單元I濾波防止電磁干擾，經整流濾波單元2濾波、整流濾波后得到大約300V左右的直流電，然后經BUCK變換器3進行調壓得到一個平滑的直流電壓，根據輸出電壓的要求，可以通過軟件編程改變驅動開關管PWM信號的占空比，以得到不同的輸出電壓。經過移相全橋可控逆變器4將電壓逆變成一交流電壓，變換器的核心部分采用LCC負載諧振移相式零電壓全橋變換器，實現高頻化，得到頻率20kHz的交流信號，再經高頻升壓變換器5變為高頻交流電壓，然后通過倍壓整流單元6整流，經濾波器7濾波得到需要的高質量、高品質的直流電壓。DSP控制單元8根據電壓分壓反饋取樣單元9取樣的反饋電壓計算移相全橋可控逆變器3的前后橋臂相位差來控制輸出電壓，DSP輔助電源9提供DSP控制電路的電源，鍵盤/顯示電路10顯示電壓電流值。整流濾波單元選用MT3516型三相橋堆進行整流，濾波電容選用容量4700PF、耐壓為交流400V的安規電容。BUCK變換器選用IRFP460型的MOSFET作為BUCK電路的主開關管，這種MOSFET管具有驅動容易，沒有二次擊穿現象，熱穩定性好，安全工作區大，開關速度塊等一系列的優點。續流二極管選用肖特基二極管FR307，它反向恢復時間短，具有軟恢復特性。移相全橋可控逆變器采用移相式全橋并聯諧振結構，開關器件采用集成功率模塊，諧振回路采用大電感和小電容 串聯諧振并聯輸出方式，其諧振頻率小于開關頻率。這種移相方式可以實現零電壓開關、零電壓零電流開關、和零電流開關三種軟啟動方式，有效的防止了電流對電網的沖擊。高頻升壓變換器采用兩個變壓器，第一級隔離，第二級升壓，高頻升壓變換器密封在油箱內，這樣既分開了高壓和低壓，而且進行了有效的隔離，使得安裝和使用既安全又可靠。第一級變壓器的初級和次級線圈匝數與第二級變壓器的初級線圈匝數一樣。所述的基于DSP的控制電路采用TI公司的TMS320LF2407 DSP芯片為控制核心，電壓分壓反饋取樣單元采用電壓和電流雙環反饋式來進行穩壓控制，高壓側電壓采用高壓電阻分壓器來進行采樣，利用運放來進行阻抗匹配，然后利用線性光藕來隔離，最后信號通過分壓濾波進入DSP的Α/D轉換。其中DSP具體的工作電路連接方式如下 I、系統時鐘電路 如圖2所示。采用封裝好的晶體振蕩器。將外部時鐘源直接輸人X2/CLKIN引腳，而將Xl引腳懸空，只要將晶體振蕩器的4腳接+5v，2腳接地，就可以在3腳上獲得時鐘信號。對于兩腳晶振所接的電容典型值為20-30pF。2.存儲器接口電路 TMS320LF2407DSP中集成32K字的FLASH EEPROM和I. 5K字的RAM，需要擴展外部RAM。從擴展的數據RAM中分出一塊作為調試時的程序RAM。如圖3示，CY7C1021為64KX 16的SRAM，存取時間最小為10ns，故不需要插入等待周期就可使系統全速運行。CY7C1021的作用主要是用于F2407A的在線仿真，在線仿真時程序本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種DPS控制的高壓直流電源模塊，包括功率主電路與基于DSP的控制電路，其特征在于：所述的功率主電路包括：交流輸入、EMC保護單元、整流濾波單元、BUCK變換器、移相全橋可控逆變器、高頻升壓變換器、倍壓整流單元、濾波器，功率主電路的各個單元之間按輸入/輸出依次串接，交流輸入電壓經EMC保護單元濾波防止電磁干擾，再經整流濾波單元得到一直流電壓，然后經BUCK變換器進行調壓得到一個平滑的直流電壓，經過移相全橋可控逆變器將電壓逆變成一交流電壓，再經高頻升壓變換器變為高頻交流電壓，然后通過倍壓整流單元整流和濾波器濾波，得到需要的高質量、高品質的直流電壓；所述的控制電路包括：DSP控制單元、電壓分壓反饋取樣單元、DSP輔助電源及鍵盤/顯示電路，其中電壓分壓反饋取樣單元的輸入連接于DSP控制單元進行采樣，鍵盤/顯示電路通過串口與DSP控制單元相連，DSP控制單元根據電壓分壓反饋取樣單元取樣的反饋電壓計算移相全橋可控逆變器的前后橋臂相位差來控制輸出電壓，DSP輔助電源提供DSP控制電路的電源，鍵盤/顯示電路顯示電壓電流值。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：黎福根，王懷忠，鄒子毅，
申請(專利權)人：湖南豐日電源電氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。