基于DSP通訊全橋開關(guān)電源的研究與設(shè)計

6)輸出濾波電路設(shè)計
(1)輸出電感的選擇
電感將決定在輸出側(cè)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(cè)的交流電流峰值所決定的。而交流側(cè)的峰值電流是出現(xiàn)在電壓為最小值時，根據(jù)一般的經(jīng)驗考慮電感上的紋波電流取交流側(cè)峰值電流的20％，所以。根據(jù)下述經(jīng)驗公式可以得到電感L。

電感電流出現(xiàn)最大峰值時的占空比為

(2)輸出電容的選擇
輸出電容的選擇應(yīng)滿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，通常通過選擇合適的等效串聯(lián)電阻來滿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(nèi)，其ResrCf的乘積基本不變，為50×10-6～80×10-6。根據(jù)ResrCf的平均值來求解Cf，即

實際選用三個60V／1000μF的電解電容器并聯(lián)。
7)采樣電路設(shè)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)過電壓跟隨電路及線性光耦HCNR20l，傳輸給差分放大電路AD8131變成差分信號傳入高速AD轉(zhuǎn)換器。

(2)電流采樣電路
圖6所示的電流采樣電路是實時監(jiān)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，線性光耦HCNR201以及差分放大電路AD813l組成。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計
主控制器采用DSP處理芯片，外擴(kuò)16位高速AD采樣，以滿足實時要求，控制算法采用模糊自適應(yīng)PID控制算法?？刂瞥绦蛑饕芍鞒绦蚝椭袛喑绦蚪M成。中斷包括定時器周期中斷、定時器下溢中斷、比較單元比較中斷。其中，每個比較單元均會在一個對稱PWM周期內(nèi)產(chǎn)生兩次匹配，一次匹配在前半周期的遞增計數(shù)期間，另一次匹配在后半周的遞減計數(shù)期間，所以兩個比較單元會在一個PWM周期內(nèi)通過四次中斷完成PWM輸出跳變。

4 模糊自適應(yīng)PID控制器的設(shè)計
模糊自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)框圖如圖7所示，該圖中模糊自適應(yīng)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(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，模糊推理的輸出結(jié)果△kp、△ki、△kd與常規(guī)PID控制參數(shù)kp、ki、kd分別相加，作為修正后的PID參數(shù)模糊自適應(yīng)PID控制的核心在于設(shè)計模糊隸屬函數(shù)和控制規(guī)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個模糊子集：[正大(PB)，正中(PM)，正小(PS)，零(ZE)，負(fù)小(NS)、負(fù)中(NM)，負(fù)大(NB)]。各變量的模糊集論域均為[一3，一2，一1，0，1，2，3]，實際中通過調(diào)節(jié)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(shù)均采用三角形隸屬函數(shù)，eu(k)、ceu(k)，△kp、△ki、△kd的隸屬度函數(shù)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。