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【设计大赛】基于TMS320F2812的BUCK变换器设计

参赛类型：数字电源类

参赛题目：基于TMS320F2812的BUCK变换器设计

0.     引言

此贴为新手DIY，总体方案比较简单，为数字电源入门级设计。目的是使大家对数字电源有所了解，希望和大家共同学习数字电源。

1．设计指标：

输入电压：Ui=15-20V

输出电压：Uo=5V/1A

工作频率：50KHz

控制芯片：TMS320F2812

控制方式：电压模式[PI]

2．总体方案

图1 总体方案示意图

总体方案介绍：主控芯片选择TSM320F2812，该芯片CPU主频高达150MHz，片内含有丰富的外设资源，12位ADC采样模块、PWM模块等，方便数字电源设计。输出电压经过电阻分压，送入芯片的ADC采样模块，与给定电压比较产生误差电压，经过PID调节后，控制PWM输出占空比。PWM信号经过驱动电路，驱动BUCK电路开关管，使输出稳定。

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cumtzhangwang
LV.6
2
2012-07-23 15:31

3．具体电路

 

 

图2 具体电路图

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cumtzhangwang
LV.6
3
2012-07-23 15:36

 4．硬件电路

为方便硬件电路用万用板搭建，如下图：

图3 硬件电路正面照 

驱动芯片LM5101封装为贴片，飞焊在背面。

图4 硬件电路反面照

 

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cumtzhangwang
LV.6
4
2012-07-23 15:43

 4．控制程序

PID控制是应用最广泛的一种控制规律。

本DIY采用的是遇限削弱积分PID控制算法，实际上就是，当控制进入饱和区以后，便不再进行积分项的累加，而只执行削弱积分的运算。其流程图如下图所示：

图5 程序流程图

Kd=0时，即为PI调节。

 

 

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cumtzhangwang
LV.6
5
2012-07-23 15:49

5．Saber仿真

下面通过Saber仿真来确定使系统稳定的Kp和Ki值。仿真原理图如下：

 

图6 仿真原理图

 通过仿真得到Kp=4，Ki=0.004时，系统稳定性较好。

【未完待续】

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geojion
LV.5
6
2012-07-23 20:06
@cumtzhangwang
5．Saber仿真下面通过Saber仿真来确定使系统稳定的Kp和Ki值。仿真原理图如下：[图片] 图6仿真原理图 通过仿真得到Kp=4，Ki=0.004时，系统稳定性较好。【未完待续】

不错

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geojion
LV.5
7
2012-07-23 20:19
@cumtzhangwang
5．Saber仿真下面通过Saber仿真来确定使系统稳定的Kp和Ki值。仿真原理图如下：[图片] 图6仿真原理图 通过仿真得到Kp=4，Ki=0.004时，系统稳定性较好。【未完待续】

能把这个saber文件发下么，学习下，谢谢

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geojion
LV.5
8
2012-07-23 22:42
@cumtzhangwang
3．具体电路 [图片] 图2具体电路图
为何不直接电阻分压采样？难道AD口漏电流很大么？
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cumtzhangwang
LV.6
9
2012-07-24 12:45
@geojion
为何不直接电阻分压采样？难道AD口漏电流很大么？

AD口最高输入电压3.3V~如果输出电压有过冲~电阻分出电压大于3.3V~容易烧坏芯片~

加电压跟随器主要为了保护~使的AD口最高输入电压为3.3V~

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cumtzhangwang
LV.6
10
2012-07-24 12:48
@geojion
能把这个saber文件发下么，学习下，谢谢

授人以鱼不如授人以渔~如果大家对Saber仿真离散控制有兴趣~

后面我会详细介绍及给出仿真文件~~

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cumtzhangwang
LV.6
11
2012-07-24 13:01

6．实验调试

宿舍设备比较简陋，具体实验调试如下：

图7 实验调试图

输出结果：

图8 输出结果

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geojion
LV.5
12
2012-07-24 20:16
@cumtzhangwang
AD口最高输入电压3.3V~如果输出电压有过冲~电阻分出电压大于3.3V~容易烧坏芯片~加电压跟随器主要为了保护~使的AD口最高输入电压为3.3V~

这个解释。。。你可以选择合适的电阻使最大分压不超过3.3v啊

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cumtzhangwang
LV.6
13
2012-07-24 20:51
@geojion
这个解释。。。你可以选择合适的电阻使最大分压不超过3.3v啊

合理选择分压电阻是可以~要考虑意外情况啊~安全起见还是加了保护~~

仅是为了学习数学电源~不做产品~把控制芯片烧了就不值了~

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

你好！我现在也在学习数字电源，能把你这个BUCK的资料发给我吗？谢谢！
  我的邮箱是：348840995@qq.com

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cumtzhangwang
LV.6
15
2012-07-25 21:20
@userliuqi
你好！我现在也在学习数字电源，能把你这个BUCK的资料发给我吗？谢谢！ 我的邮箱是：348840995@qq.com

基于TMS320F280X的电源设计 

TI的应用文档~你看看有没有用吧~

 

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userliuqi
LV.1
16
2012-07-26 09:15
@cumtzhangwang
[图片]基于TMS320F280X的电源设计 TI的应用文档~你看看有没有用吧~ 

早上好，能把你的程序贴出来吗，或发到我的邮箱吗？

我的邮箱是：348840995@qq.com

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fly
17
2012-07-30 21:09

不错!有没有测过动态响应？

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lizlk
LV.10
18
2012-08-01 09:05
@fly
不错!有没有测过动态响应？

考验PID的时候来了。

fly都能过来，真是难遇啊！

楼主很威武，支持支持，哈哈！

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adongduan
LV.1
19
2012-08-01 10:55
@cumtzhangwang
3．具体电路 [图片] 图2具体电路图
LM5101直接驱动高边，不可靠吧
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cumtzhangwang
LV.6
20
2012-08-01 19:01
@adongduan
LM5101直接驱动高边，不可靠吧

嗯~LM5101和IR2110结构一致~直接驱动高边~是会有点问题~手里刚好有LM5101~就用它了~

还想请问下~如果想用DSP驱动Buck~你有什么好的办法吗？

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cumtzhangwang
LV.6
21
2012-08-01 19:15
@userliuqi
早上好，能把你的程序贴出来吗，或发到我的邮箱吗？我的邮箱是：348840995@qq.com

程序网上都可以搜索到啊~

我是新手~程序都是参考网上的~就不献丑啦~

传一份TI的应用手册【DSP控制2路BUCK】~比较有参考意义~其中具体程序TI官网可以下载到~

TwoChannelBuck 

 

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cumtzhangwang
LV.6
22
2012-08-01 19:16
@lizlk
考验PID的时候来了。fly都能过来，真是难遇啊！楼主很威武，支持支持，哈哈！

新手~还请多多指教啊~

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cumtzhangwang
LV.6
23
2012-08-01 19:20
@fly
不错!有没有测过动态响应？

谢谢鼓励~

简单测试过~输出电压是稳定的~

具体响应时间没测~

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adongduan
LV.1
24
2012-08-02 09:38
@cumtzhangwang
嗯~LM5101和IR2110结构一致~直接驱动高边~是会有点问题~手里刚好有LM5101~就用它了~还想请问下~如果想用DSP驱动Buck~你有什么好的办法吗？
采用独立电源或者变压器驱动应该可以
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sir004
LV.1
25
2012-08-15 13:59
@cumtzhangwang
谢谢鼓励~简单测试过~输出电压是稳定的~具体响应时间没测~

能把源程序发给我么

邮箱  540904627@qq.com

 

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gwfree
LV.1
26
2012-08-24 13:51
@cumtzhangwang
6．实验调试宿舍设备比较简陋，具体实验调试如下：[图片]图7实验调试图输出结果：[图片]图8输出结果
楼主的设备好惨。。。
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cumtzhangwang
LV.6
27
2012-08-30 19:33
@sir004
能把源程序发给我么邮箱 540904627@qq.com 

核心程序就是PID~下面这篇文档里给出了具体的PID~你参考下吧~

PID算法原理 

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sdq406
LV.2
28
2012-09-03 19:21
你好 我现在也在学习dsp，我想也做个你的这个设计，我的qq是87706317，可否加个好友有问题的话可以向你请教下。
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zhouboak
LV.8
29
2012-09-21 20:57
@sdq406
你好我现在也在学习dsp，我想也做个你的这个设计，我的qq是87706317，可否加个好友有问题的话可以向你请教下。
研究研究
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弯弯的月亮
LV.1
30
2012-10-05 16:13
@cumtzhangwang
谢谢鼓励~简单测试过~输出电压是稳定的~具体响应时间没测~

希望能和你交流下，我的QQ979677405，还希望你能指导一下

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我一直在路上
LV.3
31
2012-11-17 11:15

楼主 我和你做的东西很像 也是dsp控制的buck电路，但是我在电感电流上出来了一下问题，电感电流有很大的波动，请问你测过电感电流吗

   

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