[发明专利]一种基于DSP处理器的数字升压型开关电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关电源装置，尤其是一种基于DSP处理器的数字升压型开关电源装置。

背景技术

电源的发展经历了线性稳压电源与开关电源两个阶段。线性稳压电源，它的发展已经走过几十年的历史，其设计技术已经十分成熟，产品稳定度高，波纹小，且没有开关电源具有的干扰与噪音。这种电源满足许多应用场合的要求，但是有很多缺点：

体积庞大，重量大，耗费金属材料；效率很低，一般设计的线性稳压电源效率只有85%左右，浪费大量能源与建设节约型社会的理念相背离；由于其工作频率为工频，所以滤波电容需要选取很大的容量。

线性稳压电源有如此的鲜明的缺点，效率低、体积大、较笨重，随着社会的发展越来越不能满足人们需求，这就需要一种转换效率高，小型轻便的新型装置。

由于DC/DC开关电源具有高效率,高功率密度和高可靠性等优点,越来越广泛地应用于通讯、计算机、工业设备和家用电器等领域。开关电源控制器经历了模拟控制器，单片机控制，这些控制都有频率的局限性。而基于DSP的开关电源控制器能克服这些缺陷，达到稳定、高频、高精度的要求，是当今开关电源控制器发展的趋势。

模拟控制系统大量使用了运算放大器、比较器、电阻、电容等模拟器件，成本较低，但是这些器件随时间和温度的变化，极易产生温漂、易老化，从而导致了系统的不稳定。同时由于大量使用这些模拟器件，使得该类控制系统具有体积大、功耗高等缺点。而且该类控制系统设计完成后便不易更改，不可调节，导致其可移植性差，不能实现多种调节方式。总之，模拟控制电路在实际应用中存在控制精度低、动态响应慢、参数整定不方便、温度漂移严重、容易老化等许多缺点。

单片机控制由于使用了多个控制芯片，电路比较复杂，并且经过多次信号转换，增加了信号延迟，限制了控制精度和稳定性的进一步提高。同时单片机工作频率较低，这也成为开关电源系统向高频、高精度方向发展的瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种基于DSP处理器的数字升压型开关电源装置。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种基于DSP处理器的数字升压型开关电源装置，包括：DSP处理器、驱动放大电路、Boost电路、采样电路、信号调理电路、保护电路、按键显示电路；其中：

所述驱动放大电路的输入端接DSP处理器，输出端接Boost电路的输入端；

所述采样电路的输入端接Boost电路的输出端；

所述保护电路的输入端接采样电路的输出端，输出端接DSP处理器；

所述信号调理电路的输入端接采样电路的输出端，输出端接DSP处理器；

所述按键与显示电路接DSP处理器。

所述一种基于DSP处理器的数字升压型开关电源装置中，DSP处理器为TMS320F2806芯片。

所述一种基于DSP处理器的数字升压型开关电源装置中，TMS320F2806芯片由TPS70151芯片及其外围电路组成的双电源电路供电。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：DSP处理器充分利用其内部强大资源、对输出电压、电流做PI控制，简化了电路结构，系统响应迅速，控制精度高。

附图说明

图1为基于DSP处理器的数字式开关电源硬件电路图。

图2为数字式开关电源各模块内部主要元件接口分布图。

图3为TMS320F2806处理器芯片外部电源模块电路图。

图4为数字式开关电源半桥驱动芯片IR2104S外围电路。

图5为电压为25V，比例参数Kp=0.075,积分参数Ki=0.20625时电压PI调整阶跃特性图。

图6为由PI调节的PWM瞬间捕捉信号与负载两端示波器交流耦合的输出电压信号示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

如图1所示的一种基于DSP处理器的数字升压型开关电源装置，包括：DSP处理器、驱动放大电路、Boost电路、采样电路、信号调理电路、保护电路、按键显示电路。

驱动放大电路的输入端接DSP处理器，输出端接Boost电路的输入端；采样电路的输入端接Boost电路的输出端；保护电路的输入端接采样电路的输出端，输出端接DSP处理器；信号调理电路的输入端接采样电路的输出端，输出端接DSP处理器；按键与显示电路接DSP处理器。