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用TMS320F280xx这类DSP做隔离的DC-DC频率大概可以用多少?(用cycle-by-cycle控制)(Buck-boost级联正输出,输入6-19V,输出12V)

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王丹·0.00

2016-12-12 16:46:49提问

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1

之前出现的回答主要从闭环设计以及离散设计角度来看。这里给一点实际的数据吧。以DSP TI-28335为例 ,其最高频率为150MHZ。 而DC/DC主电路的switching frequency一般和功率等级有关。如果是低电压小功率可能会上Mhz,显然用28系列的处理速度就不够了。实际上大多数DC/DC(几百瓦到上mw)主要频率段在10k-100khz这个范围。DSP运算的速度应该还可以。

同时也要注意AD转换速率,或者说模数转换的带宽。28335的12位AD采样最快宣称为12.5Mhz,但实际估计达不到这个频率。如果采用精度更高的AD,比如16位的,速度就会降低。

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  姚佳·20.00

2016-12-12 19:42:20回答

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主要看控制算法复杂程度,因为一般的控制算法运算时间占比大,PWM精度也会影响。


如果采用逐周期PWM控制,那么由于逐周期的相位裕度比较小,容易不稳定,一般控制频率(穿越频率)都会取到1/10到1/5倍的开关频率。控制频率带宽越宽,响应速度越快,但相位裕度越小。调节适当的控制参数,不过稳定域变小而已。穿越频率是在控制环带宽设计的时就已确定,再根据确定的频率选5-10倍AD采样,PWM参数更新频率越接近开关频率,数字环节在相移里的占比就越大,所以影响系统稳定性。

 

现在的数字控制电源其实是个混合控制系统,可以按连续域设计再把补偿器离散化(大多数人比较熟悉的方法),或者直接按离散域设计。若按照连续域设计,这一步穿越频率已经确定。然后再定采样率(就是计算再刷新的频率),最常见的是单周期单刷新和双刷新,但是要保证计算时间在预留的采样周期以内。严谨地来说,最后这个离散域是要验证稳定性的,但因为穿越频率比较低,一般稳定性都没什么问题。

 

系统的硬件和反馈的PI参数决定增益穿越频率,同时采样频率和PWM更新频率对穿越频率也有影响,比如在一种极端情况更新频率小于截止频率时,相互制约一定会有,关键是设计时具体选哪个参数作锚定。


更新频率和穿越频率正相关。其实对系统穿越频率影响不大,主要影响高频段频率特性。

 

从信息的角度出发,采样率越高信息量越大,所以高穿越频率和高频特性要依赖高采样率。采样率(信息量)足够的情况下调节器对带宽和稳定性的影响是决定性的,只要采样率足够高,不影响低频段特性,则模拟和数字的效果基本一致。模拟和数字的差距还是在于计算能力和外设的动作速度。

 

如果想提高响应速度,基于线性补偿器的思路就是提高控制环带宽。我们说穿越频率上不去的原因(从采样理论上只要低于1/2开关频率即可),除了传统建模方法在高频失效因素以外,还有就是变换器本身的非线性导致的大信号稳定性问题(比如斜率不匹配的混沌现象)。在数字控制情况下多次交截是可以避免的,但带来的问题就是采样保持,计算刷新的delay。所以数字控制系统如果可以改善delay的问题,理论上可以实现更高的带宽。


无论如何,只要没有次谐波现象,模拟控制从控制实时性来说始终优于数字。但比如甚高频情况下,基于运放的运算电路的频率特性都是会被不理想的开环增益影响的。这可能是该情况下解决delay的数字控制,也许有优势的地方。

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  ll·0.00

2016-12-12 17:08:40回答

感谢,之后格式能不能好好调整一下呢!  王丹 2016-12-14 11:31:10

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