LLC數(shù)字控制方案介紹解讀課件

1、LLC數(shù)字控制方案介紹 DC Global DSP Team1內(nèi)容數(shù)字控制芯片選型 TI-C2000 DSP軟硬件設(shè)計(jì)整流模塊數(shù)字控制介紹LLC數(shù)字控制介紹21、數(shù)字控制芯片選型數(shù)字控制芯片供應(yīng)商 ADI:ADuC7000, ADuC8000 基于ARM7內(nèi)核單芯片解決方案，適合監(jiān)控。AD采樣位數(shù)及PWM精度優(yōu)勢(shì)不大。 Infineon: XC164cM, XE164c 面向汽車電子、電機(jī)控制，載波頻率較低，不適合高頻數(shù)字控制電源。 MicroChip:dsPIC30F、dsPIC33F DSC 主要面向電機(jī)控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?？梢詫?shí)現(xiàn)開關(guān)電源PWM數(shù)字控制。 Silab：Si825X MCU

2、+硬件PID，主要適合低壓DC/DC，低成本數(shù)字控制器 FreeScale:56800/E高級(jí)混合控制器 (DSP/MCU) ，適合高頻數(shù)字控制。與TI-C2000相當(dāng)。 TI：C2000 電機(jī)、電源數(shù)字控制的理想選擇。特色：匯編效率高、主頻高達(dá)150M，PWM配置靈活，高精度調(diào)寬調(diào)頻。 3Competitive Low Cost Landscape4Competitive Low Cost Landscape(cont.)5Competitive Low Cost Landscape(cont.)6789101112131415Key New Features: 60 MHz CPU Plu

3、s New Control Law Accelerator Single 3.3V supply 12-bit ratio-metric ADC with individual channel triggers 3 Analog comparators with 10-bit reference 150ps resolution on PWM Frequency Dual On-chip oscillators 64-pin or 100-pin TQFP packages Full software compatibility with current F280 xx devicesF280

4、3x ControllersInterrupt ManagementMemory Bus Boot ROMCode securitySPISCIFlash RAMComparatorsPWMADCGPIOVREG withBOR/PORCaptureICCANSilicon Available in 2Q09SCI/LINQEPPeripheral BusCLAC28xTM 32-bit DSCCPUOsc 1Osc 2Piccolo1617LLC數(shù)字控制芯片選型原則：1、實(shí)現(xiàn)高精度調(diào)頻、乘法器。2、動(dòng)態(tài)保護(hù)：逐波限流等功率保護(hù)。3、常用外設(shè)（I2C，CAN，ADC等），足夠的Flash和RA

5、M。4、性價(jià)比、供貨、生命周期。因此LLC數(shù)字控制平臺(tái)： 目前：Tms320F2801/08預(yù)研：Tms320F28033/3518數(shù)字電源的設(shè)計(jì)流程2、 TI-C2000 DSP軟硬件設(shè)計(jì)模塊規(guī)格書軟件需求規(guī)格總體技術(shù)方案DSP子系統(tǒng)方案硬件設(shè)計(jì)硬件調(diào)試軟件設(shè)計(jì)軟件調(diào)試軟硬件集成模塊測(cè)試和調(diào)試1920DSP時(shí)鐘處理 DSP的時(shí)鐘模塊可工作于連接至片內(nèi)振蕩電路的不高于30MHZ的基準(zhǔn) 晶體，或工作于232MHZ范圍內(nèi)的一個(gè)外部振蕩器旁路時(shí)鐘。2406:10MHz外部晶振，4倍頻，CPU 40MHZ，cycle time 1/40M=25nS 2801:20MHz外部晶振，5倍頻，CPU 100

6、MHZ，cycle time 1/100M=10nS28016:20MHz外部晶振，3倍頻，CPU 60MHZ，cycle time 1/60M=16.67nSLayout推薦21ADC Modules22 External decoupling capacitors are recommended on all power pins. Analog input pins must be driven from an operational amplifier that does not degrade the ADC performance.23ADC Analog Input Impeda

7、nce Model for 28xSPNA088ADC Source Impedance242526ePWM Modules2728相控方式29PWM Period芯片時(shí)鐘(i.e. 100MHz)常規(guī)PWM步進(jìn)(i.e. 10ns)HRPWM Micro Step(150ps)HRPWM將一個(gè)時(shí)鐘周期細(xì)分更小步進(jìn) Called Micro Steps(Step Size = 150ps)msmsmsmsmsmsCalibration LogicBackground Calibration Logic Tracks The Number Of Micro StepsPer Clock To A

8、ccountFor Variations CausedBy Temp/Volt/Process280 xx High Resolution PWM (HRPWM)30313233DSP芯片電源設(shè)計(jì)：F28xx/F28xxx DSP 有多種電源引腳，包含： CPU core supply (VDD) I/O supply (VDDIO) ADC analog supply pins (VDDA2, VDDAIO) ADC core supply (VDD1A18, VDD2A18) for F280 x/280 xx Flash programming voltages (VDD3VFL) Su

9、pply ground (VSS, VSSIO) ADC analog ground (VSSA2, VSSAIO) ADC analog/core ground (VSS1AGND, VDD2AGND) 數(shù)字IO和模擬3.3V：數(shù)字開關(guān)信號(hào)引入噪聲，使用分開的ADC analog supply，且AD輸入由運(yùn)放、比較器輸入；在大多數(shù)應(yīng)用中，模擬電源由數(shù)字電源接一個(gè)鐵氧體磁珠產(chǎn)生，數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)布線注意分離；34Bypass CapacitorsC2000 DSP 使用CMOS技術(shù)，能得到高速的性能，CMOS電路在轉(zhuǎn)換開關(guān)時(shí)驅(qū)動(dòng)大電流，使得在電源回路產(chǎn)生電流尖刺。這些上升延和下降沿的干擾尖

10、刺必須在傳播到敏感電路前濾掉。在每一個(gè)電源和地之間使用旁路（解藕）電容來濾除這些干擾，電容盡量的靠近芯片；一般使用小的(10 nF to 100 nF)，低ESR陶瓷電容；或者根據(jù)噪音頻率，浪涌電流和最大的紋波電壓由下面的公式來計(jì)算：模擬電源引腳增加解藕電容有助于減少進(jìn)入模擬電路的電源噪音：35Ground 因?yàn)槊恳粋€(gè)數(shù)字信號(hào)都通過地形成一個(gè)回路，地是一個(gè)關(guān)鍵的信號(hào)；最好是有一層地；基本原則是信號(hào)及其回路一起走且等長(zhǎng)；避免大環(huán)路；如果板上有ADC電路，最好將ADC的地分開走； 1、In general, using ground planes is the best way to set up

11、 grounding systems for high-resolution ADCs; 2、Ground plane return paths provide as low an impedance as possible; 3、Where the use of ground planes is not possible using wide, short traces for ground returns is recommended to keep the ground impedance low; 4、Single point, wide trace to connect Analog

12、 and Digital ground planes;36建議布局 Do not route a signal referenced to digital ground over analog ground and vice versa. The return current cannot take the direct way along the signal trace and so a loop area occurs. Furthermore, the signal induces noise due to crosstalk into the analog ground plane,

13、 which can result in unstable ADC readings. If your board has different layers for digital and analog ground, do not overlap the analog to digital planes.37PWM：上電初始狀態(tài)ADCIN：RC濾波器件靠近端口JTAG：正確的上下拉，離DSC引腳不超過6英寸CAN、SCI、I2C TMS320C2000系列DSP最小系統(tǒng)電路CBB Spraas1：Hardware Design Guidelines for TMS320F28xx and T

14、MS320F28xxx DSCs38DSP芯片及其開發(fā)工具的選擇 ：使用開發(fā)工具的目的是為了調(diào)試DSP系統(tǒng)的軟硬件。選擇一個(gè)適合的開發(fā)工具,對(duì)加快開發(fā)進(jìn)度、保證開發(fā)質(zhì)量有很大的幫助。DSP的開發(fā)工具：匯編語言工具、硬件仿真器(emulators)、軟件仿真器(simulator) 、C編譯器、DSP入門套件(DSK，DSP Starter Kit) 、評(píng)估模塊(EVM，Evaluation Module) 等。39在系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試過程中，硬件使用了XDS510仿真器。所有的仿真及測(cè)試，程序燒錄均通過XDS510仿真器與單板中的JTAG (Joint Test Action Group，聯(lián)合測(cè)試

15、行動(dòng)組合)；接口14座的管座,兩排，每排七個(gè)引腳）來完成。DSP調(diào)試燒錄軟件： Code Compiler Studio燒錄下載：CCS、SDFlash、CAN、SCI、SPI40從源代碼編寫到代碼固化的操作過程 編程：利用文本編輯器編寫源程序（c、asm、h）和鏈接時(shí)進(jìn)行程序定位所需的命令文件*.cmd進(jìn)行匯編操作：得到目標(biāo)文件*.obj進(jìn)行鏈接操作：得到COFF目標(biāo)文件*.out程序燒錄：通過JTAG接口將*.out文件代碼燒錄到DSP內(nèi)部的閃速存儲(chǔ)器 (FLASH)中；仿真與測(cè)試：將PC、仿真器、用戶系統(tǒng)三者連接起來 ,對(duì)用戶系統(tǒng)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)仿真、測(cè)試與檢查 ,若發(fā)現(xiàn)問題 ,應(yīng)及時(shí)糾正

16、,重新進(jìn)行編譯、鏈接、燒錄與仿真測(cè)試 ,直到,滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)和要求；41SPRC191：setup_DSP280 x_v16042SPRS145 ： TMS320Lx240 xA DSP ControllersSPRS230 ： TMS320Lx280 xA DSP ControllersSPRU018 ： TMS320C1x/C2x/C2xx/C5x Assembly Language Tools Users GuideSPRU357：TMS320LF/LC240 xA DSP Controllers Reference Guide （System and Peripherals）S

17、PRU328： Code Composer Studio Users GuideSPRU430d： TMS320C28x DSP CPU and Instruction Set Reference GuideSPRA289： Configure PWM Outputs of F240 With Dead Band for Different Power DevicesSPRA493： How to Interface C and Assembly Language with the TMS320 Floating Point C Compiler433、整流模塊數(shù)字控制介紹444546程序框架

18、：主程序：系統(tǒng)及參數(shù)初始化、軟啟動(dòng)、采樣、邏輯、控制、通訊（SCI、CAN、I2C）中斷程序：定時(shí)、采樣、環(huán)路運(yùn)算、PWM驅(qū)動(dòng)控制、快速保護(hù)47Program Architecture MAIN FUNCTIONInitializationOutput CharacteristicA/D&IOSCI CommunicationAddress IdentificationCAN CommunicationLoad SharingINTERRUPTFUNCTIONLoop calQuick protectEtc.484、LLC數(shù)字控制介紹輸入電壓：85300Vac輸出電壓：5842Vdc最大功率: 1000W頻率范圍：150K360