本帖最后由 Tiny。P 于 2017-2-24 20:27 编辑 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。 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。: T3 ?$ d& f& |& p' D 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;) b5 h' l- n0 s5 o0 | 当VIN约等于VOUT时,M1和M3、M2和M4分别工作在同一状态。) k% E. |5 K! k: O9 x% g8 b6 x' l 通过改变占空比改变改变输出电压。' G# y" B! L$ ~9 O7 e/ t. |, V 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: 电压:5V~36输入,1.8V~36V输出 电流:5A* g- c' H+ v l$ K 最大功率:150W ======================================== , ?" R3 ]4 q5 p1 q, Z) w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& \, x1 o9 {; ]3 S ========================================================================. G. x1 v. s6 X4 ` 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: 0 Z1 h5 ^; [# Z. t. ] 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。 . X" r' b) `3 @* @ p# R硬件展示: ! W! [9 z% U+ Q7 A# Q- ?1 p . f2 K* _5 |" j& ]5 S* i$ k $ a( ?, H5 Y% ^ , g3 U' F5 L. y; h . \' | M! b% }) Z' { $ a$ A+ h" }6 u 原理图:) b! O. y; C% S6 w9 K( G; F 功率电路+ X; t) L# ~7 K3 ^: S. F8 G 接口电路 辅助电源 4 p1 A; s9 @3 `2 C信号调理 布局图 + r% A4 r# t5 S |
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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。5 d/ v# w8 L7 n# k. {% P5 y6 T y
PWM的频率 f = 72M/((PSC+1)x(ARR+1))" z+ ^ M& R( d' Z
设ARR = 0,PSC = 479,f = 150K ; |- y4 D8 O: y* m9 @
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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