基于DSP的智能功放開關電源設計方案

1 引言

開關電源以體積小，重量輕，功耗低，效率高，紋波小，噪聲低，智能化程度高，易擴容等，逐漸替代工頻電源，廣泛應用于各種電子設備。高可靠性、智能化及數字化是開關電源的發展方向。音響功放要求電源隨著負載變化自動調整輸出電壓，進而調節功率，以提高電源動態性能，降低音響功放內部損耗，但目前的開關電源無法實現。選用TMS320F2812型DSP作為功放開關電源的主控制器，設計一種低功耗。適用于大型功放系統的新型的智能功放開關電源。

2 智能功放開關電源設計

圖1為智能音響功放開關電源的總體原理框圖，主電路采用交一直一交一直的結構。輸入工頻220 V交流電路經濾波電路后，再經單相橋式整流電路輸出直流電壓；變換電路采用全橋移相逆變電路將前端直流電變換為高頻的交流電．然后經二次整流濾波輸出穩定的直流電壓；檢測電路對輸出電壓信號采樣后，送入控制電路，通過改變控制電路輸出脈寬占空比來調節輸出電壓；保護電路實現過壓和過流保護；功率檢測電路對變換電路電流采樣，當輸出功率超過500 W時，產生過功率檢測信號，驅動控制電路，降低輸出電壓：輔助電源電路為控制電路和各種運放供電。

2．1 功放開關電源模塊

圖2是功放開關電源的主電路，其中Vin是220 V交流輸入經前端濾波和全波整流得到，電壓為300 V。為全橋逆變電路的輸入電壓。VQ1、VQ2、VQ3、VQ4為IRFP460型大功率MOSFET，用作變換器開關管。由于IRFP460型 MOSFET是多數載流子器件，開關速度極快，開通和關斷時間的典型值一般20 ns，具有較高的擊穿電壓和較大的工作電流。此外，MOSFET的輸入阻抗高，驅動電路較簡單，只要在柵源之間加10 V左右的電壓，就可使其飽和導通。L4、C5、C6構成輔助諧振網絡，考慮到變壓器原邊漏感，諧振電感LT的取值一般比實際值小，這里選用電感值為34 μH的非線性飽和電感1μF的，考慮到高頻脈沖變壓器T1磁飽和問題，原邊繞組串接防偏磁電容，VD15和VD16，VD17和VD18分別為全波整流二極管，L1、C13、EC1、EC2和L2、C14、EC3、EC4分別為+35 V和-35 V輸出回路的濾波電路。