基于DSP的充电器控制器设计

传统的电源多为模拟控制，虽Σ然技术已经相当成熟，但是存在很多缺点：①控制电路的元器件比较多，电路复杂，所占体积较大；②灵活性不够，硬件电路设计好了，控制策略就无法改变；③不便于调试，由于所采用器件特性差异，致使电源的一致性较差，且模拟器件的工作点漂移，会导致系统参数的漂移。模拟方式很难采用一些先进的控制方法，所以电源的数字化控制是发展的趋势。

充电器系统介绍

此充电器设计功率为4.32kW，主要与某UPS配合使用。设计最大的串联电池数为32个，最少为16个。采用DSP进行控制，充电方式采用两段式。与UPS配合时，UPS通过CAN通讯对控制器会下发充电指令，包括充电电压，充电电流的设定参数。

1 拓扑结构

充电器拓扑结构由Bฐoost电路与Buck电路级联而成，如图1所示。在给电池充电时，Boost电路根据一定的条件启动，Buck电路则一直处于工作中。

2 控制结构

Boost电路采用双闭环PI控制。

当恒流充电时，电压环的输出达到限幅，Buck电路采用单电流环闭环控制；当转为恒压充电后，则采用双闭环控制，恒压恒流可自动转换。

3 软件实现

以TI公司所产的DSPTMS320LF2802自带的简单嵌入式操作系统为软件平台，在CCS3.3软件开发环境下编制充电器控制程序。

充电器控制器设计

1 Boost电路数字控制器设计

①电路分析与建模

实验验证

1 电阻负载实验

轻载重载均可实现，并可以实现恒流恒压自动转换。

2 电池充电实验

改电池负载做实验后，跟电阻负载效果基本一致。电压纹波5V左右，电流纹波2A左右。

结语 ☼

设计了一款基于DSP控制的充电器控制器，在恒压模式和恒流模式之间可以自动转换。首先，对充电器进行 ヅ了数学模型推导，之后利用伯德图的方法设计了该充电器的控制器，最后通过实验验证。实验结果表明本充电器控制器较好地实现了期望功能、满足实际需求。