近年来,嵌人式技术发展极为迅速,出现了以单片机、专用嵌入式ARM为核心的高集成度处理器,并在通信、自动化、电力电子等领域得到了广泛应用。电源行业也开始采用内部集成资源丰富的嵌人式控制器来构成大型开关电源的控制系统。开关电源是效率较高的一种电源,是由占空比可调的脉宽调制波(PWM)来控制MOs管、IGBT等开关器件的开通与关闭,从而实现电压电流稳定输出,其性能的优劣直接关系到整个电子系统的工作性能指标。将SAMSUNG公司的嵌人式ARM处理器S3C44BOX芯片,应用到开关电源的控制系统的设计中,采用C语言和少量汇编语言,就可以实现一种以嵌入式ARM处理器为核心、具有智能PID控制器以及触摸屏、液晶显示器等功能的开关电源控制系统。
1 系统硬件架构
随着数字电路和半导体工艺日趋完善成熟,数字信号、数字电路在应用中所占比例越来越大,同时显现出越来越多的优点:便于计算机处理控制、减小信号的干扰、提高抗干扰能力、便于调试,也便于自诊断、容错等技术的植人。随着嵌人式处理器主频的提升,片内控制功能的增强,PWM波形频率与精度的进一步提高,使得电源控制系统的集成度与精度得以提高。
本电源对输出的电压电流信号进行采样,进行PID控制,最后输出PWM驱动波形调节输出电压。输出电压通过对大容量钽电容充放电,给负载提供稳定的高电压大电流输出,供工厂进行电镀使用。本系统包括PID控制器,PWM输出,AD采样,构成单闭环系统。前端三相交流电源输入到开关电源整流模块、经整流滤波后输出平稳的直流电压。该直流电压直接输出至1GBT模块。高精度AD转换器将后端输出的电压电流信号由模拟信号量变为数字量洪给S3C44B0进行数字PID运算,经过PID控制运算后,由S3C44B0输出PWM至IGBT从而构成一个闭环系统,控制电压电流稳定输出,从而实现开关电源控制系统。
对于PID运算和PWM波输出模块,要求较高通过计算和考查,我们选取了SAMSUNG公司的S3C44B0,这是一款32位基于ARM7TDMI架构的CPU,拥有高达59 MIPS的运算速度,其具体功能特性如下:（立帜）
