带数字通信功能的开关电源数字控制器制造技术

本发明专利技术属于数字控制技术领域，为一种带数字通信功能的开关电源数字控制器。该控制器的数字信号处理器单元接收传感器传送的反馈信号，并与数字通信单元之间双方向传输数字信号；数字通信单元与上位机双方向传输串行数字信号；辅助电源给数字信号处理器单元提供控制电，并给ＰＷＭ波驱动单元提供驱动电；数字信号处理器单元将ＰＷＭ波传送给ＰＷＭ波驱动单元；ＰＷＭ波驱动单元给开关电源上的功率器件提供驱动信号。本发明专利技术的优点：本发明专利技术实现了开关电源的全数字控制，保证了开关电源具有很好的控制精度；很方便对开关电源进行远程监视和控制；提高了控制器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字控制
，涉及开关电源数字控制器，特 别是一种带数字通信功能的开关电源数字控制器。
技术介绍
传统的开关电源一般釆用模拟控制的方式。模拟控制方式具有 精度低、容易产生温漂、产品升级换代必须重新设计硬件以及不具 备精确的故障定位和报警功能等缺点。近年来，出现了采用数字芯片的开关电源数字控制器。如专利CN200410075502. 7中公开了一种 开关电源的数字控制方法，该方法中的数字控制单元包括数字信号 处理器、可编程逻辑器件、程序存储器、随机存储器、看门狗、2 个晶振以及模数转换器构成。该控制器通过复杂的数字电子器件的 连接，达到了控制效果，但是这种控制器并没有将数字控制方式的 优点完全发挥出来。首先这种控制器没能实现精确的故障定位和报 警功能，另外这种控制器也没有实现数字通信功能。而现在开关电 源广泛应用于各种数字化系统中，如果不能和其他设备实现通信， 开关电源将只能作为一个孤立的个体而存在，不能有效的融合到整 个大系统中去。
技术实现思路
本专利技术的技术方案是为了克服现有技术中存在的控制器没能实 现精确的故障定位和报警功能，也没有实现数字通信功能的缺点， 而提供一种带数字通信功能的开关电源数字控制器。该控制器使用 一块数字信号处理器单元就可以实现包括数字信号处理器、可编程 逻辑器件、程序存储器、随机存储器、看门狗、2个晶振以及模数转 换器的功能，另外该控制器通过一个带光电耦合器的数字通信单元 实现了开关电源控制器的隔离供电串行通信。本专利技术的技术方案一种带数字通信功能的开关电源数字控制器，该控制器包括数 字信号处理器单元、数字通信单元、PWM波驱动单元以及辅助电源； 数字信号处理器单元与开关电源上的传感器相连，并接收传感器传送的反馈信号；数字信号处理器单元与数字通信单元之间相连，并 双方向传输数字信号；数字通信单元与上位机相连，并双方向传输 串行数字信号；辅助电源与数字信号处理器单元相连，并给数字信 号处理器单元提供控制电；辅助电源与PWM波驱动单元相连，并给P丽波驱动单元提供驱动电；数字信号处理器单元与P丽波驱动单元 相连，数字信号处理器单元将PWM波传送给PWM波驱动单元； 波驱动单元与开关电源上的功率器件相连，并给开关电源上的功率 器件提供驱动信号。所说的数字信号处理器单元包括数字信号处理器、晶振以及阻 容外围电路；数字信号处理器接收传感器传送的反馈信号，数字信 号处理器接收辅助电源提供的控制电，并将PWM波传送给PWM波驱动单元，数字信号处理器与数字通信单元之间双方向传输数字信号； 数字信号处理器与晶振相连，并接收晶振发送的固定频率的时钟信 号；数字信号处理器与阻容外围电路相连，阻容外围电路给数字信 号处理器提供电平信号。所说的数字通信单元包括光电耦合器和串行总线转换器；光电 耦合器与串行总线转换器相连，光电耦合器与数字信号处理器单元之间双方向传输数字信号，串行总线转换器与上位机之间双方向传 输串行数字信号。本专利技术的有益效果本专利技术的带数字通信功能的开关电源数字 控制器以简单的结构实现了开关电源的全数字控制，该控制器控制 精度高，控制器与主电路完全电气隔离，控制系统的可靠性高，且 控制灵活，系统升级方便，易于标准化；该控制器还可以和上位机 之间实现双向全双工的串行数字通信，很方便对开关电源进行远程 监视和控制；另外该控制器不但与主电路之间完全电气隔离，而且 该控制器还能够和与之通信的上位机之间实现电气隔离，提高了控 制器的可靠性。使用了该带数字通信功能的开关电源数字控制器的 开关电源应用在当前的各种数字化系统中，可以使开关电源更好的 融合到整个系统中去。 附图说明本专利技术共有3幅附图。图l、为本专利技术的电路原理图2、为数字信号处理器单元内部的电路原理图；图3、为数字通信单元内部的电路原理图。 具体实施例方式如图1所示，本专利技术的带数字通信功能的开关电源数字控制器 包括数字信号处理器单元2、数字通信单元5、 PWM波驱动单元8以 及辅助电源IO。图2示出了数字信号处理器单元2的内部结构，数 字信号处理器单元2包括数字信号处理器21、晶振23以及阻容外围 电路22，在本专利技术的具体实施例中选用的数字信号处理器21是TI 公司的型号为TMS320F2812的数字信号处理器，该型号的数字信号 处理器中包含中央处理器、有数据存储器、程序存储器、随机存储 器、看门狗、模数转换器以及能够自动产生P聰波的事件管理器等 功能模块；图3示出了数字通信单元5的内部结构，数字通信单元5 包括光电耦合器31和串行总线转换器33,在本专利技术的具体实施例中 选用的光电耦合器型号为6N137，串行总线转换器的型号为MAX491。该带数字通信功能的开关电源数字控制器中，数字信号处理器 单元2与开关电源上的传感器用导线相连，数字信号处理器单元2 接收传感器传送的反馈信号1;数字信号处理器单元2与数字通信单 元5之间用导线相连，数字信号处理器单元2与数字通信单元5之 间双方向传输数字信号4;数字通信单元5与上位机之间用导线相 连，数字通信单元5与上位机之间双方向传输串行数字信号6;辅助 电源10与数字信号处理器单元2导线相连，辅助电源10给数字信 号处理器单元2提供控制电3;辅助电源10与PWM波驱动单元8之 间导线相连，辅助电源10给PWM波驱动单元8提供驱动电9;数字 信号处理器单元2与PWM波驱动单元8之间导线相连，数字信号处 理器单元2将PWM波7传送给PWM波驱动单元8; PWM波驱动单元8 与开关电源上的功率器件导线相连，PWM波驱动单元8给开关电源上 的功率器件提供驱动信号11。在本专利技术的具体实施例中，数字信号处理器单元2是一块独立 的电路板，该电路板上包含数字信号处理器21、晶振23以及阻容外 围电路22。数字信号处理器21是数字信号处理器单元2的核心，数 字信号处理器21接收传感器传送的反馈信号1,数字信号处理器21 接收辅助电源10提供的控制电3，数字信号处理器21将PWM波7 传送给PWM波驱动单元8,数字信号处理器21与数字通信单元5之 间双方向传输数字信号4。在该电路板内部，数字信号处理器21与晶振23之间用印制板上走线相连，数字信号处理器21接收晶振23 发送的固定频率的时钟信号25;数字信号处理器21与阻容外围电路 22之间用印制板上走线相连，阻容外围电路22给数字信号处理器 21提供其工作所必须的辅助电平信号24。在本专利技术的具体实施例中，数字通信单元5是一块独立的电路 板，该电路板上包含光电耦合器31和串行总线转换器33。光电耦合 器31与数字信号处理器单元2之间双方向传输数字信号4，串行总 线转换器33与上位机之间双方向传输串行数字信号6。该电路板内 部，光电耦合器31与串行总线转换器33之间用印制板上走线相连,本专利技术的带数字通信功能的开关电源数字控制器内部的数字信 号处理器单元2中的数字信号处理器21接收开关电源传感器传送的 反馈信号1,根据数字信号处理器21内部预置在数据存储器中的开 关电源的电流、电压的给定值与反馈信号1相比较，再通过内部预 置在程序存储器中的算法，进行计算，并通过事件管理器产生一组 PWM波7。数字信号处理器21将这一组PWM波7传送给P丽波驱动 单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带数字通信功能的开关电源数字控制器，其特征在于：该控制器包括数字信号处理器单元（２）、数字通信单元（５）、ＰＷＭ波驱动单元（８）以及辅助电源（１０）；数字信号处理器单元（２）与开关电源上的传感器相连，并接收传感器传送的反馈信号（１）；数字信号处理器单元（２）与数字通信单元（５）之间相连，并双方向传输数字信号（４）；数字通信单元（５）与上位机相连，并双方向传输串行数字信号（６）；辅助电源（１０）与数字信号处理器单元（２）相连，并给数字信号处理器单元（２）提供控制电（３）；辅助电源（１０）与ＰＷＭ波驱动单元（８）相连，并给ＰＷＭ波驱动单元（８）提供驱动电（９）；数字信号处理器单元（２）与ＰＷＭ波驱动单元（８）相连，数字信号处理器单元（２）将ＰＷＭ波（７）传送给ＰＷＭ波驱动单元（８）；ＰＷＭ波驱动单元（８）与开关电源上的功率器件相连，并给开关电源上的功率器件提供驱动信号（１１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢孟，雷连方，
申请(专利权)人：中国航天科工集团第三总体设计部，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]