CN117410938A - 一种基于dsp的电源控制器 - Google Patents

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汪文龙
张铁军
周红兵
钟凌云
冯文
闫莉
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Abstract

本发明提供一种基于DSP的电源控制器，包括：DSP处理器和PWM处理电路；所述DSP处理器，用于采集电源的运行状态数据，并将电源的运行状态数据发送给外部装置，以便接收外部装置反馈的电源运行状态数据对应的故障报警信号；所述DSP处理器，还用于向PWM处理电路输出多路PWM信号和所述故障报警信号；所述PWM处理电路，用于将DSP处理器输出的多路PWM信号与故障报警信号进行逻辑运算，以在电源运行状态出现异常时将电源的开关管电路关断，使电源停止运行。本发明能够实现对电源运行状态的检测和保护。

Description

一种基于DSP的电源控制器
技术领域
本发明属于电源控制领域，更具体地，涉及一种基于DSP的电源控制器。
背景技术
电能作为当前应用最为广泛的能源之一，供配电系统在电气系统中发挥着电能调度的功能。开关电源的应用也越来越广，一款优良的电源控制器对于电源的性能尤其重要，但是现有电源控制器功能单一，无法满足需求。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于DSP的电源控制器，旨在解决现有电源控制器功能单一，无法满足需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于DSP的电源控制器，包括：DSP处理器和PWM处理电路；
所述DSP处理器，用于采集电源的运行状态数据，并将电源的运行状态数据发送给外部装置，以便接收外部装置反馈的电源运行状态数据对应的故障报警信号；
所述DSP处理器，还用于向PWM处理电路输出多路PWM信号和所述故障报警信号；
所述PWM处理电路，用于将DSP处理器输出的多路PWM信号与故障报警信号进行逻辑运算，以在电源运行状态出现异常时将电源的开关管电路关断，使电源停止运行。
可选地，该电源控制器还包括：隔离驱动电路；
所述隔离驱动电路，用于向所述开关管电路提供驱动信号，以减少开关管电路的损耗。
可选地，该电源控制器还包括：采样电路；
所述采样电路，用于采集电源运行的状态数据，并将采集到的状态数据反馈给DSP处理器；所述状态数据包括以下数据中的至少一种：电源电压、电源电流或电源温度。
可选地，所述采样电路包括：霍尔电压传感器和霍尔电流传感器。
可选地，该电源控制器还包括：CAN通信电路；
所述CAN通信电路，用于将DSP处理器采集的电源运行状态数据实时发送给外部装置，且接收外部装置反馈的电源的故障报警信号，并将故障报警信号发送给所DSP处理器；当所述电源运行状态为正常时，所述故障报警信号为第一电平，当所述电源运行状态出现异常时，所述故障报警信号为第二电平。
可以理解的是，所述外部装置的功能也可由DSP处理器实现。
需要说明的是，运行状态异常包括：过压、过流、过温或掉电等等情况。
可选地，所述CAN通讯电路包括：CAN通讯供电电路和CAN隔离收发器电路；
所述CAN通讯供电电路，用于接收DSP处理器提供的供电电压；
所述CAN隔离收发器电路，用于将DSP处理器发送的信号隔离后发送给外部装置，并将外部装置反馈的故障报警信号隔离后发送给DSP处理器。
可选地，所述DSP处理器选用TMS320F28335芯片。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供一种基于DSP的电源控制器，通过对电源状态监测，可以监测电源异常工作状态时的情况，通过输出对应的PWM信号和故障报警信号控制电源开光管的开通和关断，实现对电源的控制，使其在故障情况下及时停止运行，避免造成更大的损失。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于DSP的电源控制器的架构图；
图2是本发明实施例提供的CAN通信电路的架构图。
具体实施方式
为方便理解，下面先对本发明实施例所涉及的英文简写和有关技术术语进行解释和描述。
下面结合本发明实施例中的附图对本发明实施例进行描述。
图1是本发明实施例提供的基于DSP的电源控制器的架构图；如图1所示，包括：DSP处理器、PWM处理电路、隔离驱动电路、采样电路以及CAN通信电路。
所述DSP处理器，用于采集电源的运行状态数据，并将电源的运行状态数据发送给外部装置，以便接收外部装置反馈的电源运行状态数据对应的故障报警信号。
所述DSP处理器，还用于向PWM处理电路输出多路PWM信号和所述故障报警信号。
所述PWM处理电路，用于将DSP处理器输出的多路PWM信号与故障报警信号进行逻辑运算，以在电源运行状态出现异常时将电源的开关管电路关断，使电源停止运行。
所述隔离驱动电路，用于向所述开关管电路提供驱动信号，以减少开关管电路的损耗。
所述采样电路，用于采集电源运行的状态数据，并将采集到的状态数据反馈给DSP处理器；所述状态数据包括以下数据中的至少一种：电源电压、电源电流或电源温度。
所述CAN通信电路，用于将DSP处理器采集的电源运行状态数据实时发送给外部装置，且接收外部装置反馈的电源的故障报警信号，并将故障报警信号发送给所DSP处理器；当所述电源运行状态为正常时，所述故障报警信号为第一电平，当所述电源运行状态出现异常时，所述故障报警信号为第二电平。
图2是本发明实施例提供的CAN通信电路的架构图；如图2所示，CAN通信电路包括：CAN通讯供电电路和CAN隔离收发器电路；
所述CAN通讯供电电路，用于接收DSP提供的供电电压；
所述CAN隔离收发器电路，用于将DSP处理器发送的信号隔离后发送给外部装置，并将外部装置反馈的故障报警信号隔离后发送给DSP处理器。
在一个具体的实施例中，DSP处理器为电源控制器的最小系统电路，为包含电源、晶振、调试接口等，为控制器核心；
其中，PWM处理电路的功能是，将DSP处理器输出的4路3.3V的PWM信号与故障报警信号进行逻辑“与”，正常情况下故障报警信号为高电平，电源正常工作；当出现异常时(过压、过流、过温或掉电等)，故障报警信号变为低电平，此时4路PWM信号与故障报警信号与后都为低电平，主回路MOSFET关断，电源停止工作。
具体地，开关管电路可以是MPSFET电路。
进一步地，在一个示例中，隔离驱动电路为了减小MOSFET在导通和关断时损耗，要求MOSFET必须快速导通或者关断，由于MOSFET的控制端GE端存在结电容，影响了开关速度。为提高MOSFET开关速度，MOSFET驱动信号必须瞬间提供较大电流为GE端结电容充电，PWM信号处理电路输出不具备瞬间提供大电流能力，需要专门设计MOSFET驱动电路提高功率管开关速度PWM信号处理电路输出的5V PWM信号经过电气隔离后经过驱动芯片产生了+15V/-8V的驱动信号送到功率MOSFET的栅极和源极。
在一个示例中，所述输入电压电流采样电路的功能是，将输入和输出电压(0-46V)经过霍尔电压传感器进行采样和电气隔离后，经过滤波电路后进入DSP处理器的AD口。输入和输出电流通过霍尔电流传感器产生的电流通过电阻变为电压量，经过后级差分电路和滤波电路的处理后进入DSP处理器的AD口。通过霍尔电压和电流传感器经电压和电流与控制电路实现电气隔离。
在一个具体的示例中，DSP处理器可以选用TMS320F28335芯片。
具体地，所述CAN通信电路，在电源工作时将电源运行状态实时发送给另一路的电源控制板来实现各种状态判断和保护，因此要求电源控制板需要对外的通讯接口，CAN通讯电路完成此功能。CAN通讯电路主要包含CAN通讯供电电路和CAN隔离收发器电路。隔离电源芯片将输入5V电压转换为隔离的5V电压CAN_+5V给CAN收发器输出端供电，CAN隔离收发器负责将DSP处理器发出的信号隔离发送出去，同时将外界返回信号隔离后发送给DSP处理器。
应当理解的是，可以在本发明中使用的诸如“包括”以及“可以包括”之类的表述表示所公开的功能、操作或构成要素的存在性，并且并不限制一个或多个附加功能、操作和构成要素。在本发明中，诸如“包括”和/或“具有”之类的术语可解释为表示特定特性、数目、操作、构成要素、组件或它们的组合，但是不可解释为将一个或多个其它特性、数目、操作、构成要素、组件或它们的组合的存在性或添加可能性排除在外。
此外，在本发明中，表述“和/或”包括关联列出的词语中的任意和所有组合。例如，表述“A和/或B”可以包括A，可以包括B，或者可以包括A和B这二者。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是可拆卸地连接，也可以是不可拆卸地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。其中，“固定连接”是指彼此连接且连接后的相对位置关系不变。“转动连接”是指彼此连接且连接后能够相对转动。“滑动连接”是指彼此连接且连接后能够相对滑动。本发明实施例中所提到的方位用语，例如，“顶”、“底”、“内”、“外”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，因此，使用的方位用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明实施例，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。
另外，在本发明实施例中，提到的数学概念，对称、相等、平行、垂直等。这些限定，均是针对当前工艺水平而言的，而不是数学意义上绝对严格的定义，允许存在少量偏差，近似于对称、近似于相等、近似于平行、近似于垂直等均可以。例如，A与B平行，是指A与B之间平行或者近似于平行，A与B之间的夹角在0度至10度之间均可。A与B垂直，是指A与B之间垂直或者近似于垂直，A与B之间的夹角在80度至100度之间均可。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于DSP的电源控制器，其特征在于，包括：DSP处理器和PWM处理电路；
所述DSP处理器，用于采集电源的运行状态数据，并将电源的运行状态数据发送给外部装置，以便接收外部装置反馈的电源运行状态数据对应的故障报警信号；
所述DSP处理器，还用于向PWM处理电路输出多路PWM信号和所述故障报警信号；
所述PWM处理电路，用于将DSP处理器输出的多路PWM信号与故障报警信号进行逻辑运算，以在电源运行状态出现异常时将电源的开关管电路关断，使电源停止运行。
2.根据权利要求1所述的电源控制器，其特征在于，还包括：隔离驱动电路；
所述隔离驱动电路，用于向所述开关管电路提供驱动信号，以减少开关管电路的损耗。
3.根据权利要求1所述的电源控制器，其特征在于，还包括：采样电路；
所述采样电路，用于采集电源运行的状态数据，并将采集到的状态数据反馈给DSP处理器；所述状态数据包括以下数据中的至少一种：电源电压、电源电流或电源温度。
4.根据权利要求3所述的电源控制器，其特征在于，所述采样电路包括：霍尔电压传感器和霍尔电流传感器。
5.根据权利要求1所述的电源控制器，其特征在于，还包括：CAN通信电路；
所述CAN通信电路，用于将DSP处理器采集的电源运行状态数据实时发送给外部装置，且接收外部装置反馈的电源的故障报警信号，并将故障报警信号发送给所DSP处理器；当所述电源运行状态为正常时，所述故障报警信号为第一电平，当所述电源运行状态出现异常时，所述故障报警信号为第二电平。
6.根据权利要求5所述的电源控制器，其特征在于，所述CAN通讯电路包括：CAN通讯供电电路和CAN隔离收发器电路；
所述CAN通讯供电电路，用于接收DSP处理器提供的供电电压；
所述CAN隔离收发器电路，用于将DSP处理器发送的信号隔离后发送给外部装置，并将外部装置反馈的故障报警信号隔离后发送给DSP处理器。
7.根据权利要求1至6任一项所述的电源控制器，其特征在于，所述DSP处理器选用TMS320F28335芯片。
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