随着数字电路和半导体工艺日趋完善成熟,数字信号、数字电路在应用中所占比例越来越大,同时显现出越来越多的优点:便于计算机处理控制、减小信号的干扰、提高抗干扰能力、便于调试,也便于自诊断、容错等技术的植入。随着嵌入式处理器主频的提升,片内控制功能的增强,PWM波形频率与精度的进一步提高,使得深圳开关电源控制系统的集成度与精度得以提高。
深圳开关电源对输出的电压电流信号进行采样,进行PID控制,**输出PWM驱动波形调节输出电压。输出电压通过对大容量钽电容充放电,给负载提供稳定的高电压大电流输出,供工厂进行电镀使用。电源的控制系统硬件架构如图1所示。
本系统包括PID控制器,PWM输出,AD采样,构成单闭环系统。前端三相交流电源输入到开关电源整流模块,经整流滤波后输出平稳的直流电压。该直流电压直接输出至IGBT模块。高精度AD转换器将后端输出的电压电流信号由模拟信号量变为数字量供给S3C4480进行数字PlD运算,经过PID控制运算后,由S3C4480输出PWM至IGBT从而构成一个闭环系统,控制电压电流稳定输出,从而实现深圳开关电源控制系统。
对于PID运算和PWM波输出模块,要求较高。通过计算和考查,我们选取了,SAMSUNC公司的S3C4480,这是一款32位基于ARM7TDtMI架构的CPU,拥有高达59MIPS的运算速度,其具体功能特性如下:
运算速度高达59MIPS,完全满足复杂PID控制器运算的实时性要求;
16位的定时器,可实现精度高达0.03μs的PWM脉冲波,并且有防死区(DEADZONE)功能;
外部中断源多达8个,可以对系统外部故障信息进行实时响应;
内部嵌入了LCD)控制器,并拥有DMA通道,使得电压电流值可以实时显示在LCD上;
多达71个通用10口线,可以方便地扩展外部接口;
内嵌的lIC接口控制器可以将系统信息保存在EEPROM中,为系统操作员提供参考;
内部的看门狗功能可使系统在软件或硬件出错的情况下自动复位,保证了系统的安全正常运行;
2个异步串行接口(UART)可以方便地实现和上位机的通信;
外扩的大容量存储器为软件提供j,充足的空间。
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