本帖最后由 Tiny。P 于 2017-2-24 20:27 编辑 6 J3 a1 L3 A$ [. z6 ?# k# o& {6 I 数字电源指电源系统的控制应用MCU,DSP或FPGA等的计算能力和离散控制形成的闭环控制,随着科学技术的快速提高,必然促使电源向数字化与智能化发展。针对该领域ST堆出的STM32F33x系列是高性能32位ARM Cortex-M4 MCU,工作频率高达72MHz,并嵌入了浮点单元(FPU),集成了高速嵌入存储器,特别它的高分辨率的定时器(达217ps)和两个超高速5Msps(0.2µs)12位模数转换器(ADC),采样时间最低21ns,用于电压电流同步测量。+ \) b$ f' a& M/ J) B 该方案采用同步BUCK-BOOST的拓扑结构,实现降压升压输出。结构示意图如下图所示。M1、M2、M3、M4为mos管,L选择大电流合金功率电感,RSENSE电流采用电阻,用于过流保护。8 ]1 I5 s( F" m' T* H BUCK-BOOSTç»æ示æå¾ 工作原理: 当VIN>>VOUT时,两路互补PWM加在M1和M2,M4导通,M3关闭; 当VIN<<VOUT时,M1导通,M2关闭,两路互补PWM加在M3和M4; 当VIN约等于VOUT时,M1和M3、M2和M4分别工作在同一状态。 通过改变占空比改变改变输出电压。 控制算法: 本方案采用双闭环的PID控制,电流环作为内环,电压环为外环。电压环的反馈为输出电压,电压环的输出作为电流环的输入,电感电流作为电流环的反馈,采用双闭环的控制方式,可以加快输出电压的跟踪,减小稳态误差。 该方案的目标:* L, L+ _& q M* ~) U# F 电压:5V~36输入,1.8V~36V输出 电流:5A 最大功率:150W7 @, a7 L" ]$ I! a" W: \5 n ======================================== 8 l9 L6 e$ E9 H! z: z2 L! H原计划是采用STM32F334这款芯片来完成这个DC/DC转换器,但苦于这款芯片货源不是很丰富,难以买到合适。所以后面换了TI的TMS320F28069来代替,不过现在已经买到了ST这款芯片,目前也正在开发用STM32F334作为控制器的DC/DC转换器。 废话不多说,进入正题 ======================================================================== 非隔离双向DC/DC转换器 描述: 本设计实现了一个非隔离双向降压升压功率转换器,适合于太阳能微转换器、数字电源和电池充放电应用。最大亮点是可实现功率双向流动,即功率能从输入端流入输出端,也可以从输出端流向输入端,这个功能在电池应用上很有作用,因为在一个功率电路上实现和充放电功能,这也是未来发展方向,在新能源上应用广泛。 特性:
硬件构成:
应用场合: 1)数字电源,可升可降的DC/DC转换器 2)太阳能储能发电,太阳能MPPT控制器 3)电池充放电设备,可实现充放电于一体 工作原理: 拓扑结构有点小改变,具体如下图: 5 A" _2 G+ m' o9 I# z( A! Z 通过上图,我们可以看出右边是一个BOOST电路,左边是BUCK电路,两边是对称的,这个拓扑的较原来的方案较易控制;并且我们可以看到,输入输出都有电感,这方便输入输出进行滤波。当然成本会增加。 - `8 w+ k/ C( X/ | O* X* l( u$ a7 {硬件展示:% j7 l0 E* x: x( @7 a2 b$ H) I $ U: n! a; ]. i+ L1 k " U, Q8 E3 C% M0 @3 v9 V# d3 Y" w$ m ! f0 @ j. W4 k6 Q4 a$ Z* U8 ^. @3 D * s b9 W! Z( \1 B 原理图: 功率电路 接口电路 辅助电源 信号调理 9 B9 c# c. Z7 \/ O6 Y布局图 & \: H( C! I7 D3 M5 t& D |
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不对的。我拿F1的TIM1来说明,TIM1的CLK最高是72MHZ,采用不分频。
PWM的频率 f = 72M/((PSC+1)x(ARR+1))
设ARR = 0,PSC = 479,f = 150K 0 G8 [, w* n$ @& q" h" a" l9 Y% {
但是分辨率 = 1/480 = 0.2% 这个对于电源来说不够 所以我说用STM32F334 它的定时器达217ps,在满足频率的同时满足分辨率。
如截图,进入BUCK模式的时候,如何保证M4长期导通?同理 ,进入BOOST模式的时候,如何保证M1长期导通?自举模式驱动的 上管应该不能长时间导通的吧
频率可以做150K以上,如果使用普通的STM32做那么高的频率的话,分辨率跟不上。但是用STM32F334的话,因为它的高分辨率定时器,达217ps,所以在高频率的情况下也不牺牲分辨率。现在硬件还没有出来,但是我想频率应该比150K高,不过现在还不知道。
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