ARM型開關電源控制電路制造技術

本發明專利技術所述ARM型開關電源控制電路，包括開關電源，還包括中央處理器，與中央處理器通過數據總線和地址總線連接的存儲模塊，所述中央處理器與開關電源的功率管控制連接，所述開關電源的反饋模塊與AD轉換器連接，所述AD轉換器的輸出端與中央處理器數據連接，所述中央處理器為ARM處理器。本發明專利技術所述ARM型開關電源控制電路，簡化了硬件電路，提高了軟件開發速度，方便了軟硬件調試，提高了系統的可靠性。該系統經現場調試證明，設計合理、運行可靠，降低了成本并提高了產品的性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電子電路領域，具體地，涉及一種ARM型開關電源控制電路。
技術介紹
近年來，嵌入式技術發展極為迅速，出現了以單片機、專用嵌入式ARM為核心的高集成度處理器，并在通信、自動化、電力電子等領域得到了廣泛應用。電源行業也開始采用內部集成資源豐富的嵌入式控制器來構成大型開關電源的控制系統。開關電源是效率較高的一種電源，是由占空比可凋的脈寬調制波(PWM)來控制M0S管、IGBT等開關器件的開通與關閉，從而實現電壓電流穩定輸出，其性能的優劣直接關系到整個電子系統的工作性能指標。 隨著數字電路和半導體工藝日趨完善成熟，數字信號、數字電路在應用中所占比例越來越大，同時顯現出越來越多的優點：便于計算機處理控制、減小信號的干擾、提高抗干擾能力、便于調試，也便于自診斷、容錯等技術的植入。隨著嵌入式處理器主頻的提升，片內控制功能的增強，PWM波形頻率與精度的進一步提高，使得電源控制系統的集成度與精度得以提高。
技術實現思路
為提供一種電壓電流輸出更穩定，控制系統更高效的開關電源，本專利技術公開了一種ARM型開關電源控制電路。本專利技術所述ARM型開關電源控制電路，包括開關電源，還包括中央處理器，與中央處理器通過數據總線和地址總線連接的存儲模塊，所述中央處理器與開關電源的功率管控制連接，所述開關電源的反饋模塊與AD轉換器連接，所述AD轉換器的輸出端與中央處理器數據連接，所述中央處理器為ARM處理器。優選的，還包括與中央處理器連接的保護電路模塊。優選的，還包括與中央處理器連接的觸摸屏。優選的，所述存儲模塊由FLASH和SDRAM組成。具體的，所述中央處理器為S3C44B0X。具體的，所述AD轉換器為AD7705。本專利技術所述ARM型開關電源控制電路，簡化了硬件電路，提高了軟件開發速度，方便了軟硬件調試，提高了系統的可靠性。該系統經現場調試證明，設計合理、運行可靠，降低了成本并提高了產品的性能。附圖說明圖1是本專利技術一種具體實施方式示意圖。具體實施方式下面結合實施例及附圖，對本專利技術作進一步地的詳細說明，但本專利技術的實施方式不限于此。本專利技術所述ARM型開關電源控制電路，包括開關電源，還包括中央處理器，與中央處理器通過數據總線和地址總線連接的存儲模塊，所述中央處理器與開關電源的功率管控制連接，所述開關電源的反饋模塊與AD轉換器連接，所述AD轉換器的輸出端與中央處理器數據連接，所述中央處理器為ARM處理器。本電源對輸出的電壓電流信號進行采樣，進行PID控制，最后輸出PWM驅動波形調節輸出電壓。輸出電壓通過對大容量鉭電容充放電，給負載提供穩定的高電壓大電流輸出，供工廠進行電鍍使用。電源的控制系統硬件架構如圖1所示。本系統包括PID控制器，PWM輸出，AD采樣，構成單閉環系統。前端三相交流電源輸入到開關電源整流模塊，經整流濾波后輸出平穩的直流電壓。該直流電壓直接輸出至IGBT模塊。高精度AD轉換器將后端輸出的電壓電流信號由模擬信號量變為數字量供給S3C44BO進行數字PlD運算，經過PID控制運算后，由S3C4480輸出PWM至IGBT從而構成一個閉環系統，控制電壓電流穩定輸出，從而實現開關電源控制系統。對于PID運算和PWM波輸出模塊，要求較高。通過計算和考查，我們選取了，SAMSUNC公司的S3C4480，這是一款32位基于ARM7TDtMI架構的CPU，擁有高達59MIPS的運算速度，16位的定時器，可實現精度高達0．03 μs的PWM脈沖波，并且有防死區(DEADZONE)功能；外部中斷源多達8個，可以對系統外部故障信息進行實時響應；內部嵌入了LCD)控制器，并擁有DMA通道，使得電壓電流值可以實時顯示在LCD上；多達71個通用10口線，可以方便地擴展外部接口；內嵌的lIC接口控制器可以將系統信息保存在EEPROM中，為系統操作員提供參考；內部的看門狗功能可使系統在軟件或硬件出錯的情況下自動復位，保證了系統的安全正常運行； 2個異步串行接口(UART)可以方便地實現和上位機的通信；外擴的大容量存儲器為軟件提供充足的空間。首先系統采用觸摸屏和LCD作為人機接口。S3C44BO內部集成了LCD控制器，可支持高達320×240分辨率，256色sTN—LCD)，并通過DMA通道與CPU相連，可以快速動態地顯示彩色圖形，替代了廠家傳統的5l系列單片機與LED數碼管組成的人機接口，使工人操作更加方便。 采樣控制理論中有一個重要結論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在慣性環節上時，其效果基本相同。PWM控制技術就是以該結論為理論基礎，對半導體開關器件的導通和關斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖列來代替正弦波或其他所需要的波形，并按照一定的規則對各個脈沖的寬度進行調制。在本系統中，PWM波形由中央處理器S3C4480的時鐘TIMER0輸出口T0UTO輸出。由于要求輸出頻率30 kHz的PWM波，且精度在千分之一，所以通過設置TCFGO和TCFGl寄存器的設置，將4BIT分頻器設置為O．5，預定標寄存器設置為l，計數比較寄存器TCNTB0設置為1000，這樣，在S3C4480主頻于66MHz時，TOUT0輸出的PWM波頻率為30 kHz。當TIMER0開始計時后，每次TCNTB0的值與定時器的向下計數器值相同時，定時器控制PWM波電平改變。使得修改TC-NTB0的值可以控制PWM波的占空比，增加或者減少1，則PWM輸出占空比增加或者減少千分之一，從而達到千分之一精度。在自動控制技術中，應用最為廣泛的調節器控制規律為比例(P)、積分(I)、微分(D)控制，簡稱PID控制，又稱Pm調節。其原理的關鍵是測量、比較和執行。PID控制器將測量受控對象(在本系統中即電壓電流值)與設定值相比較，用這個誤差來調節系統的響應。 由于采用了嵌入式ARM芯片，使得在系統軟件實現中主要以C語言進行驅動和應用程序的開發，僅在CPU初始化階段使用ARM匯編語言。使用ARM S3C44BO芯片外擴了2M FLASH，8M SDRAM大容量存儲器，完全滿足了系統程序運行和數據的存儲，這樣充分發揮了S3C4—480 ARM嵌入式系統存儲器容量大，軟件編程簡單，速度快，精度高的優勢。在電源數字PID控制系統中，使用比例環節控制電壓電流的輸出與輸入誤差信號成比例改變，但是實際值與給定值通常會存在偏差，這個偏差稱作穩態誤差。因此，需要引入積分環節的消除穩態誤差功能提高精度，但是考慮到電源系統開機、關機或大幅增加電壓電流工作設定值時，產生積分積累，就會引起電壓電流超調，甚至在給定值上下振蕩。所以為減小在運行過程中積分環節對電壓電流動態性能的影響，采用了積分分離PID控制電壓電流，即當電壓電流與設定工作值的誤差小于一個范圍時，再采用積分環節去消除系統比例環節產生的穩態誤差。如上所述，可較好的實現本專利技術。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
ARM型開關電源控制電路，包括開關電源，其特征在于，還包括中央處理器，與中央處理器通過數據總線和地址總線連接的存儲模塊，所述中央處理器與開關電源的功率管控制連接，所述開關電源的反饋模塊與AD轉換器連接，所述AD轉換器的輸出端與中央處理器數據連接，所述中央處理器為ARM處理器。

【技術特征摘要】
1.ARM型開關電源控制電路，包括開關電源，其特征在于，還包括中央處理器，與中央處理器通過數據總線和地址總線連接的存儲模塊，所述中央處理器與開關電源的功率管控制連接，所述開關電源的反饋模塊與AD轉換器連接，所述AD轉換器的輸出端與中央處理器數據連接，所述中央處理器為ARM處理器。2.根據權利要求1所述的ARM型開關電源控制電路，其特征在于，還包括與中央處理器連接的保護電路模塊。3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：湖南博廣信息科技有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43