%bf%9e续固体激光电源数字控制技术的研究.pdf

华 中科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要 \娜在的激光开关电源的发展趋势是数字化，智能化，高频化，本文以TI公司最 新推出的微处理器TMS320LF2407为控制核心、以连续固体激光电源为研究对象对激 光开关电源的数字化提出了探索性的研究。利用DSP芯片的高运算能力以及专门用于 控制领域的丰富的外设，将数字控制所需的微处理器功能及其外围电路及产生PWM 波形的功能都集成到一块芯片中，与目前的电源控制系统相比，硬件数量大大减少， 提高了集成度。了 首先，由于本芯片提出了新的硬件要求，所以在控制电路、低压供电电路、外部 给定控制电路等硬件设计部分给出了优化实现方案，其他硬件部分主要包括输出电流 的采集和处理以及输出PWM信号的隔离、驱动等。 其次，本文针对控制系统提出了PID算法，以DC-DC变换器为仿真对象，运用 MATLAB模型，采取PID算法进行电流闭环控制，对PID参数进行了仿真验证和分 析，并对控制参数进行了优化。仿真结果表明，该方案的输出电流波形质量好，动态 响应快速，超调量小，性能满足指标要求，提高了系统实时性从而提高了变换器的整 体性能。 最后，设计了数字化控制的DC-DC变换器的相关软件。具体包含系统初始化、 软启动的实现、A/D转换的实现、PWM波的生成、PID调节器等。其中提出一种采 样滤波方案避免开关瞬间采样到纹波。并通过实验验证了软件的可行性。 该控制系统为全数字控制，控制是在软件中实现的，可以在完全不改电路的情况 下，对系统进行升级，完善其功能，同时数字控制还带来抗干扰性强、可靠性高、调 试方便等优点。实验结果证明，该系统具有良好的输出特性，能够完成对开关电源的 数字化控制。 关键词:激光电源 DSP 数字化控制 PID算法 华 中科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 ABSTRACT TheDevelopingdirectionofcurrentlaserswitchpowersupplyisbeingdigital,being intelligentizedandbeinghigh-rfequency.Thepapergivesoutthegropingresearchabout thelaserswitchpowersupplywiththemicroprocessorTMS320LF2407whichTIcompany latelypromulgatesasthecontrolcore,andtheCWsolid-statelaserastheresearchobject. TakingadvantageoftheDSPchipshighcalculatingabilityandtheabundantexternal facilitiesthatareespeciallyusedforcontrolyield,wecanintegratethemicroprocessor functionfordigitalcontrol,theperipherycircuitsandthefunctionofproducingthePWM wavesintoapieceofchip.Comparedwithcurrentpowersupplycontrolsystem,the hardwarequantityisconsumedlyreduced,andtheintegrationdegreeisincreasedinthis system. First,accordingtothenewhardwarerequestofthischip,the.optimumrealizing projectofthecontrolcircuit,low-pressurepowersupplycircuitandexternalreferenced controlcircuitisgaveout.Otherhardwarepartsprimarilyincludetheselectionand processingofoutputcurrentandtheinsulationanddrivingofoutputPWMsingal. Next,thepaperbringsupthePIDalgorithmaimedatthecontrolsystem.Withthe DC-DCconvertera