基于DSP通訊全橋開(kāi)關(guān)電源的研究與設計

6)輸出濾波電路設計
(1)輸出電感的選擇
電感將決定在輸出側紋波電流的大小，且它的值與紋波電流的大小有關(guān)。電感值是以輸入側的交流電流峰值所決定的。而交流側的峰值電流是出現在電壓為最小值時(shí)，根據一般的經(jīng)驗考慮電感上的紋波電流取交流側峰值電流的20％，所以。根據下述經(jīng)驗公式可以得到電感L。

電感電流出現最大峰值時(shí)的占空比為

(2)輸出電容的選擇
輸出電容的選擇應滿(mǎn)足最大輸出紋波電壓u的要求，而輸出紋波幾乎完全由濾波電容的等效串聯(lián)電阻的大小決定，通常通過(guò)選擇合適的等效串聯(lián)電阻來(lái)滿(mǎn)足輸出紋波電壓的峰一峰值的，這里取u為0．1V。因此有

另外，對于鋁電解電容器，在很大容值及額定電壓范圍內，其ResrCf的乘積基本不變，為50×10-6～80×10-6。根據ResrCf的平均值來(lái)求解Cf，即

實(shí)際選用三個(gè)60V／1000μF的電解電容器并聯(lián)。
7)采樣電路設計
(I)電壓采樣電路
圖5所示的電壓采樣電路是采樣48V輸出電壓，經(jīng)過(guò)電壓跟隨電路及線(xiàn)性光耦HCNR20l，傳輸給差分放大電路AD8131變成差分信號傳入高速AD轉換器。

(2)電流采樣電路
圖6所示的電流采樣電路是實(shí)時(shí)監測輸出電流(20A)，該采樣電路由電流檢測放大器LTC6102，基本放大電路，線(xiàn)性光耦HCNR201以及差分放大電路AD813l組成。

3 系統的軟件設計
主控制器采用DSP處理芯片，外擴16位高速AD采樣，以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)要求，控制算法采用模糊自適應PID控制算法?？刂瞥绦蛑饕芍鞒绦蚝椭袛喑绦蚪M成。中斷包括定時(shí)器周期中斷、定時(shí)器下溢中斷、比較單元比較中斷。其中，每個(gè)比較單元均會(huì )在一個(gè)對稱(chēng)PWM周期內產(chǎn)生兩次匹配，一次匹配在前半周期的遞增計數期間，另一次匹配在后半周的遞減計數期間，所以?xún)蓚€(gè)比較單元會(huì )在一個(gè)PWM周期內通過(guò)四次中斷完成PWM輸出跳變。

4 模糊自適應PID控制器的設計
模糊自適應PID控制系統框圖如圖7所示，該圖中模糊自適應PID控制器以電壓誤差eu(k)和誤差變化率ceu(k)作為輸入，針對不同情況對PID參數進(jìn)行調節，模糊推理的輸出結果△kp、△ki、△kd與常規PID控制參數kp、ki、kd分別相加，作為修正后的PID參數模糊自適應PID控制的核心在于設計模糊隸屬函數和控制規則。首先，確定模糊控制器的輸入變量eu(k)和ceu(k)、輸出變量△kp、△ki、△kd的模糊集合為7個(gè)模糊子集：[正大(PB)，正中(PM)，正小(PS)，零(ZE)，負小(NS)、負中(NM)，負大(NB)]。各變量的模糊集論域均為[一3，一2，一1，0，1，2，3]，實(shí)際中通過(guò)調節量化因子和比例因子將各變量變化范圍映射到論域范圍。隸屬函數均采用三角形隸屬函數，eu(k)、ceu(k)，△kp、△ki、△kd的隸屬度函數分別表示在圖8和圖9中。模糊推理采用Mamdani方式，解模糊方法為面積重心法。