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基于DSP的全数字化火炮驱动直流电源的设计0铝焊丝


2022年11月02日

基于DSP的全数字化火炮驱动直流电源的设计

基于DSP的全数字化火炮驱动直流电源的设计 2011年12月09日 来源: 1 引 言 为适应现代战争,越来越多的武器装备进行了信息化改造,加装了数字化电子设备,因此其驱动电源对武器装备作战性能产生了重大影响,如增强其作战隐蔽性、可靠性和电子系统的抗干扰性等。传统的驱动电源多为模拟控制或者模拟与数字相结合的控制系统,其可靠性差、结构复杂、成本偏高且不利于产品更新换代。因此,现代的驱动电源都朝着全数字化、智能化及网络化的方向发展,随着高性能的数字信号处理器(DSP)的出现,驱动电源全数字化的实现已经成为可能。我们在对某型加农火炮进行信息化改造的过程中,对其DC-DC直流驱动电源进行了全数字化改造和设计,减少了所需的元器件,增加了系统的可靠性,克服了电子设备长期受到供电不稳和大噪音的困扰,较传统的方式体现了明显的优势。本文在对ADMC331进行详细分析的基础上,重点介绍了采用ADMC331 DSP为控制核心的全数字化驱动直流电源的设计与实现,并通过仿真和实验加以验证。2 ADMC331的结构特点 ADMC331是美国模拟器件公司(ADI)推出的基于DSP技术的电机控制器,它将高性能DSP内核ADSP2171与丰富的外围控制线路集成于单片芯片中,大大简化了硬件设计,为用户快速、高效地开发控制器创造十分有利的条件。其主要特性如下:①集成了一个26MIPS(每秒百万条指令)定点数字信号处理器内核,它与ADSP-2100数字信号处理系列的代码完全兼容;②单周期指令执行时间为38.5ns(外接13MHz晶振);③内置了2K 24位程序存储器ROM,2K 24位程序存储器RAM和1K 16位数据存储器RAM;④具有一个三相16位基于中点的脉宽调制(PWM)发生器,能够灵活编程产生具有处理器开销最小的高精度PWM信号;⑤有2路8位辅助脉宽调制(AUXPWM)通道,频率可编程;⑥有七路Σ-▽型A/D变换通道,最高分辨率为12位,最大采样频率可达32.5KHz;⑦具有24个可编程数字输入输出(PIO)口,可单独设置成输入或输出,支持状态变化中断;⑧提供了2个双缓冲同步串行口(SPORT0,SPORT1),用以完成串行通讯和多处理器间的通信;⑨带有实时中断的16位看门狗定时器;⑩内部程序存储器ROM固化了一些实用程序,方便系统的程序设计,减少了数字控制系统的程序计算时间。可见ADMC331具有实现全数字化火炮驱动电源所需的所有结构特点。3 全数字化火炮驱动直流电源的系统结构 该系统由主电路和控制电路等部分组成,其框图如图1所示。3.1 主电路 图2所示为全数字化火炮驱动直流电源的主电路图。主电路采用功率MOSFET管构成的交错并联双管正激拓扑结构,M1,M2,D1,D2与副边拓扑构成1#双管正激变换器,M3,M4,D3,D4与副边拓扑构成2#双管正激变换器。工作时,2#变换器的控制脉冲相对于1#变换器移相了1800,双路变换器交替工作,向副边传输能量,通过二极管D1,D2或D3,D4向原边输入电源回馈能量,实现铁芯磁复位。交错并联双管正激变换器与单管正激变换器相比,电压应力小,功率管只承受电源电压,不需要另加磁复位电路;与全桥或半桥变换器相比,它不存在桥臂直通的危险;此外,交错并联结构使变换器热分布均匀,提高了可靠性。

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