LLC数字控制方案介绍ppt课件

LLC数字控制方案介绍,DCGlobalDSPTeam,2,内容,数字控制芯片选型TI-C2000DSP软硬件设计整流模块数字控制介绍LLC数字控制介绍,3,1、数字控制芯片选型,数字控制芯片供应商ADI:ADuC7000,ADuC8000基于ARM7内核单芯片解决方案，适合监控。AD采样位数及PWM精度优势不大。Infineon:XC164cM,XE164c面向汽车电子、电机控制，载波频率较低，不适合高频数字控制电源。MicroChip:dsPIC30F、dsPIC33FDSC主要面向电机控制、数据采集系统。可以实现开关电源PWM数字控制。Silab：Si825XMCU+硬件PID，主要适合低压DC/DC，低成本数字控制器FreeScale:56800/E高级混合控制器(DSP/MCU)，适合高频数字控制。与TI-C2000相当。TI：C2000电机、电源数字控制的理想选择。特色：汇编效率高、主频高达150M，PWM配置灵活，高精度调宽调频。,4,CompetitiveLowCostLandscape,5,CompetitiveLowCostLandscape(cont.),6,CompetitiveLowCostLandscape(cont.),7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,KeyNewFeatures:60MHzCPUPlusNewControlLawAcceleratorSingle3.3Vsupply12-bitratio-metricADCwithindividualchanneltriggers3Analogcomparatorswith10-bitreference150psresolutiononPWMFrequencyDualOn-chiposcillators64-pinor100-pinTQFPpackagesFullsoftwarecompatibilitywithcurrentF280 xxdevices,F2803xControllers,InterruptManagement,MemoryBus,BootROM,Codesecurity,SPI,SCI,Comparators,PWM,ADC,GPIO,VREGwithBOR/POR,Capture,IC,CAN,SiliconAvailablein2Q09,SCI/LIN,QEP,PeripheralBus,Osc1,Osc2,Piccolo,17,18,LLC数字控制芯片选型原则：1、实现高精度调频、乘法器。2、动态保护：逐波限流等功率保护。3、常用外设（I2C，CAN，ADC等），足够的Flash和RAM。4、性价比、供货、生命周期。因此LLC数字控制平台：目前：Tms320F2801/08预研：Tms320F28033/35,19,数字电源的设计流程,2、TI-C2000DSP软硬件设计,模块规格书软件需求规格,总体技术方案DSP子系统方案,硬件设计,硬件调试,软件设计,软件调试,软硬件集成,模块测试和调试,20,21,DSP时钟处理DSP的时钟模块可工作于连接至片内振荡电路的不高于30MHZ的基准晶体，或工作于232MHZ范围内的一个外部振荡器旁路时钟。2406:10MHz外部晶振，4倍频，CPU40MHZ，cycletime1/40M=25nS2801:20MHz外部晶振，5倍频，CPU100MHZ，cycletime1/100M=10nS28016:20MHz外部晶振，3倍频，CPU60MHZ，cycletime1/60M=16.67nS,Layout推荐,22,ADCModules,23,Externaldecouplingcapacitorsarerecommendedonallpowerpins.AnaloginputpinsmustbedrivenfromanoperationalamplifierthatdoesnotdegradetheADCperformance.,24,ADCAnalogInputImpedanceModelfor28x,SPNA088ADCSourceImpedance,25,26,27,ePWMModules,28,29,相控方式,30,PWMPeriod,芯片时钟(i.e.100MHz),常规PWM步进(i.e.10ns),280 xxHighResolutionPWM(HRPWM),31,32,33,34,DSP芯片电源设计：F28xx/F28xxxDSP有多种电源引脚，包含：CPUcoresupply(VDD)I/Osupply(VDDIO)ADCanalogsupplypins(VDDA2,VDDAIO)ADCcoresupply(VDD1A18,VDD2A18)forF280 x/280 xxFlashprogrammingvoltages(VDD3VFL)Supplyground(VSS,VSSIO)ADCanalogground(VSSA2,VSSAIO)ADCanalog/coreground(VSS1AGND,VDD2AGND)数字IO和模拟3.3V：数字开关信号引入噪声，使用分开的ADCanalogsupply，且AD输入由运放、比较器输入；在大多数应用中，模拟电源由数字电源接一个铁氧体磁珠产生，数字信号和模拟信号布线注意分离；,35,BypassCapacitorsC2000DSP使用CMOS技术，能得到高速的性能，CMOS电路在转换开关时驱动大电流，使得在电源回路产生电流尖刺。这些上升延和下降沿的干扰尖刺必须在传播到敏感电路前滤掉。在每一个电源和地之间使用旁路（解藕）电容来滤除这些干扰，电容尽量的靠近芯片；一般使用小的(10nFto100nF)，低ESR陶瓷电容；或者根据噪音频率，浪涌电流和最大的纹波电压由下面的公式来计算：,模拟电源引脚增加解藕电容有助于减少进入模拟电路的电源噪音：,36,Ground因为每一个数字信号都通过地形成一个回路，地是一个关键的信号；最好是有一层地；基本原则是信号及其回路一起走且等长；避免大环路；如果板上有ADC电路，最好将ADC的地分开走；1、Ingeneral,usinggroundplanesisthebestwaytosetupgroundingsystemsforhigh-resolutionADCs;2、Groundplanereturnpathsprovideaslowanimpedanceaspossible;3、Wheretheuseofgroundplanesisnotpossibleusingwide,shorttracesforgroundreturnsisrecommendedtokeepthegroundimpedancelow;4、Singlepoint,widetracetoconnectAnalogandDigitalgroundplanes;,37,建议布局,Donotrouteasignalreferencedtodigitalgroundoveranaloggroundandviceversa.Thereturncurrentcannottakethedirectwayalongthesignaltraceandsoaloopareaoccurs.Furthermore,thesignalinducesnoiseduetocrosstalkintotheanaloggroundplane,whichcanresultinunstableADCreadings.Ifyourboardhasdifferentlayersfordigitalandanalogground,donotoverlaptheanalogtodigitalplanes.,38,PWM：上电初始状态ADCIN：RC滤波器件靠近端口JTAG：正确的上下拉，离DSC引脚不超过6英寸CAN、SCI、I2CTMS320C2000系列DSP最小系统电路CBBSpraas1：HardwareDesignGuidelinesforTMS320F28xxandTMS320F28xxxDSCs,39,DSP芯片及其开发工具的选择：使用开发工具的目的是为了调试DSP系统的软硬件。选择一个适合的开发工具,对加快开发进度、保证开发质量有很大的帮助。DSP的开发工具：汇编语言工具、硬件仿真器(emulators)、软件仿真器(simulator)、C编译器、DSP入门套件(DSK，DSPStarterKit)、评估模块(EVM，EvaluationModule)等。,40,在系统的开发调试过程中，硬件使用了XDS510仿真器。所有的仿真及测试，程序烧录均通过XDS510仿真器与单板中的JTAG(JointTestActionGroup，联合测试行动组合)；接口14座的管座,两排，每排七个引脚）来完成。DSP调试烧录软件：CodeCompilerStudio烧录下载：CCS、SDFlash、CAN、SCI、SPI,41,从源代码编写到代码固化的操作过程编程：利用文本编辑器编写源程序（c、asm、h）和链接时进行程序定位所需的命令文件*.cmd进行汇编操作：得到目标文件*.obj进行链接操作：得到COFF目标文件*.out程序烧录：通过JTAG接口将*.out文件代码烧录到DSP内部的闪速存储器(FLASH)中；仿真与测试：将PC、仿真器、用户系统三者连接起来,对用户系统进行在线实时仿真、测试与检查,若发现问题,应及时纠正,重新进行编译、链接、烧录与仿真测试,直到,满足系统设计的性能指标和要求；,42,SPRC191：setup_DSP280 x_v160,43,SPRS145：TMS320Lx240 xADSPControllersSPRS230：TMS320Lx280 xADSPControllersSPRU018：TMS320C1x/C2x/C2xx/C5xAssemblyLanguageToolsUsersGuideSPRU357：TMS320LF/LC240 xADSPControllersReferenceGuide（SystemandPeripherals）SPRU328：CodeComposerStudioUsersGuideSPRU430d：TMS320C28xDSPCPUandInstructionSetReferenceGuideSPRA289：ConfigurePWMOutputsofF240WithDeadBandforDifferentPowerDevicesSPRA493：HowtoInterfaceCandAssemblyLanguagewiththeTMS320FloatingPointCCompiler,44,3、整流模块数字控制介绍,45,46,47,程序框架：主程序：系统及参数初始化、软启动、采样、逻辑、控制、通讯（SCI、CAN、I2C）中断程序：定时、采样、环路运算、PWM驱动控制、快速保护,48,ProgramArchitecture,MAINFUNCTION,Initialization,OutputCharacteristic,A/D&IO,SCICommunication,AddressIdentification,CANCommunication,LoadSharing,INTERRUPTFUNCTION,LoopcalQuickprotectEtc.,49,4、LLC数字控制介绍,输入电压：85300Vac输出电压：5842Vdc最大功率:1000W频率范围：150K360K谐振频率：220K额定状态：405Vpfc/53.5Vdc,50,51,52,53,利用高精度调频步进：Ts=350kHzTs=200kHz基本的调频步进：Ts=350kHzTs=200kHz,54,55,56,PFC调压方案：原因：频率的变化导致器件应力变化较大，例如谐振电感的电流，谐振电容的电压，变压器的励磁电流等，特别是磁性器件的设计比较困难。目的：尽量提高效率和动态特性，全负载ZVS额定工作频率设计为谐振频率附近。根据谐振电容、Bmax和磁损公式：,Vmax=58，提高PFC电压，工作频率变大谐振电容：与工作频率反比变压器：磁芯温度和磁损与工作频率成反比,57,额定点（53.5V）谐振电感电流波形,低压（42V）谐振电感电流波形