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【設計大賽】基于TMS320F2812的BUCK變換器設計

參賽類型：數字電源類

參賽題目：基于TMS320F2812的BUCK變換器設計

0.     引言

此貼為新手DIY，總體方案比較簡單，為數字電源入門級設計。目的是使大家對數字電源有所了解，希望和大家共同學習數字電源。

1．設計指標：

輸入電壓：Ui=15-20V

輸出電壓：Uo=5V/1A

工作頻率：50KHz

控制芯片：TMS320F2812

控制方式：電壓模式[PI]

2．總體方案

圖1 總體方案示意圖

總體方案介紹：主控芯片選擇TSM320F2812，該芯片CPU主頻高達150MHz，片內含有豐富的外設資源，12位ADC采樣模塊、PWM模塊等，方便數字電源設計。輸出電壓經過電阻分壓，送入芯片的ADC采樣模塊，與給定電壓比較產生誤差電壓，經過PID調節后，控制PWM輸出占空比。PWM信號經過驅動電路，驅動BUCK電路開關管，使輸出穩定。

全部回復(42)
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2012-07-23 15:31

3．具體電路

 

 

圖2 具體電路圖

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2012-07-23 15:36

 4．硬件電路

為方便硬件電路用萬用板搭建，如下圖：

圖3 硬件電路正面照 

驅動芯片LM5101封裝為貼片，飛焊在背面。

圖4 硬件電路反面照

 

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2012-07-23 15:43

 4．控制程序

PID控制是應用最廣泛的一種控制規律。

本DIY采用的是遇限削弱積分PID控制算法，實際上就是，當控制進入飽和區以后，便不再進行積分項的累加，而只執行削弱積分的運算。其流程圖如下圖所示：

圖5 程序流程圖

Kd=0時，即為PI調節。

 

 

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2012-07-23 15:49

5．Saber仿真

下面通過Saber仿真來確定使系統穩定的Kp和Ki值。仿真原理圖如下：

 

圖6 仿真原理圖

 通過仿真得到Kp=4，Ki=0.004時，系統穩定性較好。

【未完待續】

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geojion
LV.5
6
2012-07-23 20:06
@cumtzhangwang
5．Saber仿真下面通過Saber仿真來確定使系統穩定的Kp和Ki值。仿真原理圖如下：[圖片] 圖6仿真原理圖 通過仿真得到Kp=4，Ki=0.004時，系統穩定性較好。【未完待續】

不錯

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geojion
LV.5
7
2012-07-23 20:19
@cumtzhangwang
5．Saber仿真下面通過Saber仿真來確定使系統穩定的Kp和Ki值。仿真原理圖如下：[圖片] 圖6仿真原理圖 通過仿真得到Kp=4，Ki=0.004時，系統穩定性較好。【未完待續】

能把這個saber文件發下么，學習下，謝謝

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geojion
LV.5
8
2012-07-23 22:42
@cumtzhangwang
3．具體電路 [圖片] 圖2具體電路圖
為何不直接電阻分壓采樣？難道AD口漏電流很大么？
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2012-07-24 12:45
@geojion
為何不直接電阻分壓采樣？難道AD口漏電流很大么？

AD口最高輸入電壓3.3V~如果輸出電壓有過沖~電阻分出電壓大于3.3V~容易燒壞芯片~

加電壓跟隨器主要為了保護~使的AD口最高輸入電壓為3.3V~

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2012-07-24 12:48
@geojion
能把這個saber文件發下么，學習下，謝謝

授人以魚不如授人以漁~如果大家對Saber仿真離散控制有興趣~

后面我會詳細介紹及給出仿真文件~~

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2012-07-24 13:01

6．實驗調試

宿舍設備比較簡陋，具體實驗調試如下：

圖7 實驗調試圖

輸出結果：

圖8 輸出結果

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geojion
LV.5
12
2012-07-24 20:16
@cumtzhangwang
AD口最高輸入電壓3.3V~如果輸出電壓有過沖~電阻分出電壓大于3.3V~容易燒壞芯片~加電壓跟隨器主要為了保護~使的AD口最高輸入電壓為3.3V~

這個解釋。。。你可以選擇合適的電阻使最大分壓不超過3.3v啊

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2012-07-24 20:51
@geojion
這個解釋。。。你可以選擇合適的電阻使最大分壓不超過3.3v啊

合理選擇分壓電阻是可以~要考慮意外情況啊~安全起見還是加了保護~~

僅是為了學習數學電源~不做產品~把控制芯片燒了就不值了~

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userliuqi
LV.1
14
2012-07-25 08:00

你好！我現在也在學習數字電源，能把你這個BUCK的資料發給我嗎？謝謝！
  我的郵箱是：348840995@qq.com

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2012-07-25 21:20
@userliuqi
你好！我現在也在學習數字電源，能把你這個BUCK的資料發給我嗎？謝謝！ 我的郵箱是：348840995@qq.com

基于TMS320F280X的電源設計 

TI的應用文檔~你看看有沒有用吧~

 

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userliuqi
LV.1
16
2012-07-26 09:15
@cumtzhangwang
[圖片]基于TMS320F280X的電源設計 TI的應用文檔~你看看有沒有用吧~ 

早上好，能把你的程序貼出來嗎，或發到我的郵箱嗎？

我的郵箱是：348840995@qq.com

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fly
17
2012-07-30 21:09

不錯!有沒有測過動態響應？

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lizlk
LV.10
18
2012-08-01 09:05
@fly
不錯!有沒有測過動態響應？

考驗PID的時候來了。

fly都能過來，真是難遇啊！

樓主很威武，支持支持，哈哈！

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adongduan
LV.1
19
2012-08-01 10:55
@cumtzhangwang
3．具體電路 [圖片] 圖2具體電路圖
LM5101直接驅動高邊，不可靠吧
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2012-08-01 19:01
@adongduan
LM5101直接驅動高邊，不可靠吧

嗯~LM5101和IR2110結構一致~直接驅動高邊~是會有點問題~手里剛好有LM5101~就用它了~

還想請問下~如果想用DSP驅動Buck~你有什么好的辦法嗎？

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2012-08-01 19:15
@userliuqi
早上好，能把你的程序貼出來嗎，或發到我的郵箱嗎？我的郵箱是：348840995@qq.com

程序網上都可以搜索到啊~

我是新手~程序都是參考網上的~就不獻丑啦~

傳一份TI的應用手冊【DSP控制2路BUCK】~比較有參考意義~其中具體程序TI官網可以下載到~

TwoChannelBuck 

 

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2012-08-01 19:16
@lizlk
考驗PID的時候來了。fly都能過來，真是難遇啊！樓主很威武，支持支持，哈哈！

新手~還請多多指教啊~

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2012-08-01 19:20
@fly
不錯!有沒有測過動態響應？

謝謝鼓勵~

簡單測試過~輸出電壓是穩定的~

具體響應時間沒測~

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adongduan
LV.1
24
2012-08-02 09:38
@cumtzhangwang
嗯~LM5101和IR2110結構一致~直接驅動高邊~是會有點問題~手里剛好有LM5101~就用它了~還想請問下~如果想用DSP驅動Buck~你有什么好的辦法嗎？
采用獨立電源或者變壓器驅動應該可以
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sir004
LV.1
25
2012-08-15 13:59
@cumtzhangwang
謝謝鼓勵~簡單測試過~輸出電壓是穩定的~具體響應時間沒測~

能把源程序發給我么

郵箱  540904627@qq.com

 

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gwfree
LV.1
26
2012-08-24 13:51
@cumtzhangwang
6．實驗調試宿舍設備比較簡陋，具體實驗調試如下：[圖片]圖7實驗調試圖輸出結果：[圖片]圖8輸出結果
樓主的設備好慘。。。
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2012-08-30 19:33
@sir004
能把源程序發給我么郵箱 540904627@qq.com 

核心程序就是PID~下面這篇文檔里給出了具體的PID~你參考下吧~

PID算法原理 

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sdq406
LV.2
28
2012-09-03 19:21
你好 我現在也在學習dsp，我想也做個你的這個設計，我的qq是87706317，可否加個好友有問題的話可以向你請教下。
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zhouboak
LV.8
29
2012-09-21 20:57
@sdq406
你好我現在也在學習dsp，我想也做個你的這個設計，我的qq是87706317，可否加個好友有問題的話可以向你請教下。
研究研究
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2012-10-05 16:13
@cumtzhangwang
謝謝鼓勵~簡單測試過~輸出電壓是穩定的~具體響應時間沒測~

希望能和你交流下，我的QQ979677405，還希望你能指導一下

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2012-11-17 11:15

樓主 我和你做的東西很像 也是dsp控制的buck電路，但是我在電感電流上出來了一下問題，電感電流有很大的波動，請問你測過電感電流嗎

   

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