TI---2007开发商大会

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利用F280xx数字信号控制器开发电源应用

——TI 半导体公司C2000 DSP高级应用工程师王进

时间：2007年6月19日下午
地点：北京喜来登长城酒店宴会厅二会场

主持：大家下午好，我们下午的时间请大家和我们多一些互动，这个是一个研讨会，我想在下午开始之前，我想看一下听过上午的朋友让我看一下，有不少，我们在整个的会议安排里面，把我们的产品介绍一下，我们的主题是围绕TI的控制器的产品，叫C2000系列，以DSP为核心的控制器，具有DSP的一切功能。还有高精度的分辨率，另外在片子上的外设也非常的丰富，包括各种的通讯口，SPI口，串口，另外从DSP角度讲，有一个特点，是提供在片Flash，而且片内的存储是可以加密的，最主要特点是上述的东西，目前关注的应用是控制、数字化电源、高速的传感器控制。下面是C280的特殊的应用。

王进：今天上午我们看到了C2000的应用方向，它的应用有控制、数字电源。我们今天有4块，第一个是什么是数字电源，分析有什么不同和什么好处，第二是C2000有什么方便的地方，接下来是芯片的本身支持、TI提供了哪些的开发软件，最后大家可以提一些问题。下面希望和大家互动。

这个是什么是数字电源，现在数字化的控制已经很多应用，但是主要是监控方面，比如说通讯、管理的应用，其实对于C2000不仅在监控，希望C2000能够完成电源控制。我们可以把电源系统用它完成。

这个是现在的电源产品的应用，其实数字化的电源我们可以发现也会有新的应用，刚才说数字电源有什么好处，第一集成度比较好，现在用模拟的，我们有1个3854，DC/DC这快，有专门的控制芯片，C2000的话，可以用一块芯片完成3个芯片的功能，集成度比较好，元器件比较小。其实作多项控制，也可以完成，但比较复杂，C2000可以把所有的电流电压进行运算。

还有灵活性比较强，可以把交流变成直流进行控制，我们的新的模拟的做法，用运算，通过电阻、电容，用模拟的方式作成调制器的方式变化，这个灵活性不高，如果用数字作，我们可以随意的进行改变，在一些负载工作条件下更灵活。可以在一个平台上作很多的产品。我们的很多的软件的模块是可以重复用的，比如我们作一个调节器，在不同的产品上改变的只是参数，这个很方便。

下面是电源的新的特征，加入新的控制方法，比较复杂的方法，以前的做法难以实现，还有一些新的特征，故障的预测和管理。

那么它的灵活性还体现在它的上电和下电，我们为了减少冲击，在一个系统里面，可能有很多的输出，1.8V过多少时间，3.3V过多少时间，如果用数字作非常的方便。

其次是系统管理，以前是模拟的方式，各个的模块是独立的，用C2000我们可以把所有的反馈作到DSP里面，系统管理很方便。

至于通讯更不用说了，是一个控制芯片，有很多的控制外设，SPI等，可以省时间。有些应用里面，空调里面我们需要在线的调整，我们的数字化会很方便，在有一个在数字电源里面，用数字电视作C2000的二八系列有64位的加密方式。

下面是我们的系统里面，很多故障在真正的酿成后果之前有一些指示，这样C2000把一些输出测量电压电阻可以计算它的效率，可以通过采样值进行分析判断，这些信号是否表明有故障，我们要预先处理，我们可以有很灵活的做法，可以便于故障的调试和管理。

通信的话现在的越来越多的应用对它要求很高，一个电源设备从220V或者380V进来，到最终出来，有好几级，我们希望各级之间有互相的联系，我们希望和PC机或者是同等的设备。

数字电源未必价格比模拟价格高，现在的模拟看到明确的场合用数字作价格更低，我们说数字电源是一个概念，数字电源有什么好处，C2000是数字电源的话，有哪些特征比较合适？对一个控制器来说，我们有几点指标，我们以前作电机控制频率比较低，10K、80K差不多了，但数字电源频率比较高，200K、500K都可以看到，假如说一个电源频率很高，举个例子，这个是电源的周期，我们在每个周期里面更新PWM即脉冲宽度调制，调整输出，这个中断不需要，我们必须在PWM之内完成，通过反馈计算下一个周期是多少。这个时候芯片的速度是更重要的指标。

如果说是载波频率是500K，PWM周期是1/500微妙，在两微妙必须完成，两微妙对100的芯片，有两百条指令作，那么在两条我们怎么作调整。

刚才我们看到两个指标，一个是速度不够快，控制器能否在短的时间内把调节器算好，我们看到ADC够不够快，下面我们看到另外一个指标ADC的功能，数字化控制为什么在电源里面得到很好的应用，重要的指标是因为精度，280的PWM支持高精度的方式，举例，假如是一个载波频率，如果在100KHz，精度有0.05，如果提高了150，精度为0.15，提高不了太高，如果我们提到750KHz，精度为0.75那么变化非常大。

我们看，假如PWM是500KHz，传统的可以作到13.4bits，频率高看到可应用性很高，保证PWM达13.4bits；

这个是一个实验结果，这边比较传统芯片，运行在10MHz的平台下，会有什么反应，我们看到输出的台阶非常小，相对于一个直线。大家有什么问题吗？

提问：ADE的16通道转换的时候，各个的通道会不会有影响，我不知道2812有没有改进，不同的ID通道有干扰，在切换的时候，有残余。回答：这个主要是不匹配，我们必须很快把电压电荷放走，如果配制不好，这个和前期的配制有关系，和ADC输入的前期输入有关系，采样的频率高比较明显，这个是输入的问题，和ADC没有关系。

很重要的一个指标，PWM生成的方式下面看F280x怎么样，这个是一个框图，PWM的每个模块都是独立的，在应用上可以做到完成的不同频率不会干扰，两路PWM可以作到独立，比如说极性不一样，但频率是一样的，F280x系列和容易扩展，并且可以独立的工作，有一个PW的模块的配合，可以同步以零相位差也可以是可调整的相位差。

这边是刚才看到的6个PW模块，下面是每个模块，这个图细节的东西不管他，我们看每一个模块里面的应用，这边有一个专门的监视器，可以作到各个的模块独立的工作。这边可以进行相位控制，有专门的模型产生的模块，它的时间在上升沿和下降沿都可以调整。这个之外还有针对的脉冲的电压器的驱动。

还有灵活的保护功能，过流过压等等，使PWM变成高电平、变成低电平或者是高阻抗，完成由硬件完成适应性很高，另外它的保护方式更灵活，来了一个信号，把PWM断掉直到继续操作，我们用这个方式进行峰值电流的控制。不需要软件的操作。

下面这个图通过改变值和三角波有一些焦点，它的极性有一定的调整。除了硬件的产生的时间之外，软件也可以产生。我们看到所支持的电路的方式，支持各式各样的PWM方式，TI有一些的软件库，产品的PWM的方式，拿这些的软件模块进行操作。

对具体的应用，板桥的应用，280可以驱动，对于3项的控制，对于2801我们可以只可以驱动一个，如果是2808可以产生两套的PWM信号。

这边是DC/DC的应用。一个C2000可以控制很多路的。这边是一个多项的应用，这边是全桥的驱动，2808可以驱动3路，刚才看到C2000在电源里面可以涵盖大部分的需求，有比较高的性能，特征是100MHz。下面2801、2802片上的资源比较小，再下面是更低价格的芯片。

下面我们看TI的开发工具方便我们进行开发，首先一个芯片的开发环境，C2000有很好的开发环境。我们还有一些系统的应用，在下面的一页看到具体的内容，这个不仅有源代码，有文档从PDF文档应用。

这个是C2000在电源上的范围，这边是产生的一个等量的，还有一个是HRP可以在500保持在12位精度的应用。还有DC/DC、DC/AC的例子，我们在TI网上可以搜索，还有其他的例子，通讯芯片的发生。

这边是一个很有代表性的环境，是一个电源通信的应用，是一千瓦的这个是两路，控制其只有一块，这边是电路板，这个图是调试方法的问题，以前很多工程师比较习惯传统的方式作，那数字的方式看到更方便的地方，比如说全桥，我们很方便的时间可以跟着改变，输出的电压可以得到两个运放，让控制板进行通讯，得到每个环路。

我们看到这个例子，把PFC是怎么样，有相应的滤波器，N0－B2是调节器的参数，可以更改，方便的看到它的特征，不需要网络分析仪作调整。另外我们看作一个模拟的把外界的变量输入输出采样，这样比较直观。

刚才是比较复杂的系统，我们有简单的系统，280配合有一个DC/DC开发板。我们看TI的电源有很宽的产品线，我们在数字电源有更多的控制器，这样的支持工具出来。在产品性能上更多的应用、功能出来。现在的模拟控制的方法有很多更吸引人的应用出来。谢谢大家！知道有什么意见和问题可以提问。

提问：后面的显示的是模块么？

回答：280x通过串口和PC通讯，PC得到数据之后作的界面而已。这个东西作数字电源非常的方便。

相关链接：

下午二会场：专题：控制与量测

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