一種基于DSP的直流電源供電系統的設計

由于這種DSP信號處理器內嵌的ADC采集模塊的信號輸入幅值范圍為0～3 V，故需將蓄電池的端電壓信號先經(jīng)電阻R3分壓處理，以保證光耦
輸出的信號電平符合DSP的輸入要求，在軟件編程時(shí)，再乘以相應的倍數，即可恢復電壓的原始值。若經(jīng)過(guò)R3后的信號為Vin，光耦輸出的信號為Vout，則有：
Vout=KVinR2／R1 (1)
式中，K為傳輸增益，對于每一只HCNR201來(lái)說(shuō)，K是恒定的，其值在1+0．05之間，典型值為1?？梢钥闯?，通過(guò)調節R1、R2的值可改變該隔離電路的增益。本例中，選擇R1=R2，即僅實(shí)現電壓信號的隔離而不放大。Cl、C2作為反饋電容，主要用于信號濾波，具體參數的選擇請參考相關(guān)文獻。但在設計中要特別注意：必須保證U2、U3是分開(kāi)供電的。
(2)電流采集

閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理如圖4所示，它的原邊電流In所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，可通過(guò)一個(gè)副邊線(xiàn)圈的電流Im所產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行補償，從而使霍爾器件始終處于檢測零磁通的工作狀態(tài)。當原副邊補償電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在磁芯中達到平衡時(shí)，即有如下等式：
NIn=MIm (2)
式中：In為原邊電流；N為原邊線(xiàn)圈的匝數；Im為副邊補償電流；M為副邊線(xiàn)圈的匝數。由上式可以看出，在已知傳感器原邊和副邊線(xiàn)圈匝數
時(shí)，通過(guò)測量副邊補償電流Im的大小，即可推算出原邊電流In的值，從而實(shí)現原邊電流的隔離測量。
本設計采用閉環(huán)霍爾電流傳感器來(lái)采集蓄電池的電流信號，該霍爾電流傳感器的輸出信號Sensor_IN進(jìn)入儀表放大器AD620調理后，即可進(jìn)入DSP的ADC通道ADC_CHl，圖5所示是其電流采集電路。

(3)轉速采集
發(fā)電機輸出的轉速是一個(gè)近似的正弦信號，其峰峰電壓值在l～20 V之間。轉速信號采集電路的原理如圖6所示，輸入的轉速信號經(jīng)整流、限幅并在三極管的開(kāi)關(guān)作用下可變?yōu)榉讲ㄐ盘?，然后?jīng)過(guò)光電隔離后輸入到DSP控制引腳CAP2，即可進(jìn)行捕獲。

2．2 CAN接口
本系統中的CAN接口電路如圖7所示，其CAN_TX、CAN_RX分別來(lái)自TMS320F2812(176PGF)的腳87和引腳89，設計中，需配置該引腳為CAN外設模式。CTM8251AT芯片內部集成有CAN隔離及CAN收發(fā)器件，可將CAN控制器的邏輯電平轉換為CAN總線(xiàn)的差分電平，且具有高達DC 2500V的隔離電壓，而且接口簡(jiǎn)單。在輸出信號CAN_H、CAN-L之間并聯(lián)一個(gè)120 Ω的電阻可進(jìn)行阻抗匹配，以抑制反射波的干涉。