一種基于DSP的直流電源供電系統(tǒng)的設(shè)計

由于這種DSP信號處理器內(nèi)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，再乘以相應(yīng)的倍數(shù)，即可恢復(fù)電壓的原始值。若經(jīng)過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來說，K是恒定的，其值在1+0．05之間，典型值為1?？梢钥闯觯ㄟ^調(diào)節(jié)R1、R2的值可改變該隔離電路的增益。本例中，選擇R1=R2，即僅實現(xiàn)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(shù)的選擇請參考相關(guān)文獻(xiàn)。但在設(shè)計中要特別注意：必須保證U2、U3是分開供電的。
(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，可通過一個副邊線圈的電流Im所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行補(bǔ)償，從而使霍爾器件始終處于檢測零磁通的工作狀態(tài)。當(dāng)原副邊補(bǔ)償電流產(chǎn)生的磁場在磁芯中達(dá)到平衡時，即有如下等式：
NIn=MIm (2)
式中：In為原邊電流；N為原邊線圈的匝數(shù)；Im為副邊補(bǔ)償電流；M為副邊線圈的匝數(shù)。由上式可以看出，在已知傳感器原邊和副邊線圈匝數(shù)
時，通過測量副邊補(bǔ)償電流Im的大小，即可推算出原邊電流In的值，從而實現(xiàn)原邊電流的隔離測量。
本設(shè)計采用閉環(huán)霍爾電流傳感器來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(diào)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(zhuǎn)速采集
發(fā)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速是一個近似的正弦信號，其峰峰電壓值在l～20 V之間。轉(zhuǎn)速信號采集電路的原理如圖6所示，輸入的轉(zhuǎn)速信號經(jīng)整流、限幅并在三極管的開關(guān)作用下可變?yōu)榉讲ㄐ盘?，然后?jīng)過光電隔離后輸入到DSP控制引腳CAP2，即可進(jìn)行捕獲。

2．2 CAN接口
本系統(tǒng)中的CAN接口電路如圖7所示，其CAN_TX、CAN_RX分別來自TMS320F2812(176PGF)的腳87和引腳89，設(shè)計中，需配置該引腳為CAN外設(shè)模式。CTM8251AT芯片內(nèi)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(zhuǎn)換為CAN總線的差分電平，且具有高達(dá)DC 2500V的隔離電壓，而且接口簡單。在輸出信號CAN_H、CAN-L之間并聯(lián)一個120 Ω的電阻可進(jìn)行阻抗匹配，以抑制反射波的干涉。