一种基于降压式数字电源控制的嵌入式软件设计

刘少龙，曹 琳，杨启帆，刘 力，刘涛瑜

（中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，陕西 西安 710068）

0 引 言

工程应用中多数电源电路仅仅完成负载的供配电，设计中大多数使用成熟的模块搭建[1-3]。这种设计不仅成本较高，同时在电源本身出现故障时无法做到故障的准确记录、定位和隔离，从而使后级负载无法正常工作，同时电源本身的故障排查难度系数加大[4-7]。本文针对分立式器件构建的降压式功率变换电路，给出了一种不仅能完成输入电压的降压控制，而且可对功率电路和负载前端电路进行实时监控与管理的嵌入式软件设计[8,9]。

1 数字控制电源基本架构说明

该降压式数字电源主功率电路采用非隔离的BUCK变换器拓扑，将输入的28 V直流信号变换为系统所需的12 V直流信号，后端设置多路选通电路以完成多路负载的独立供电[10,11]。主拓扑BUCK电路采用分立器件搭建，开关管选用工作频率较高的MOSFET功率管，驱动电路完成驱动信号的放大以保证开关管的正常开通和关断[12]。数字控制电路控制芯片采用TI公司的TMS320系列型号MCU，该MCU具有多路独立输出的PWM功能模块，每路输出的PWM波频率和占空比可根据需求进行设置，同时对应的两路PWM输出也可设置为频率相同、相位相反的互补波形，该功能可满足主拓扑的开关管控制需求。同时，主控芯片实时采集主拓扑输入输出参数、负载通道电气参数和外部指令等数据，实现主功率的降压变换和智能监控功能。

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