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电源设计实战系列:数字电源设计实例合集_暗记_旗子

落叶飘零 2024-11-09 18:26:48 0

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数字化实现之:全桥LLC掌握(作者:Westbrook)

本章节紧张先容全桥LLC拓扑及其掌握方法。
实在半桥和全桥并没有实质的差异,都是谐振电路,半桥是一个桥臂,全桥是两个桥臂,先比于半桥,半桥具有以下优点:

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1.两个周期都从母线电容取电,减少了母线电容的峰值电流,母线电容纹波更小,寿命更长;

2.实现更大功率的输出;

3.磁性器件事情在一三象限,利用率高,有利于磁芯器件的设计,同样的磁芯器件能输出更多的能量;

4.功率开关管的电流峰值更小。

LLC变频模式下有三种事情状态,分别为:

,

,

fs是事情频率,fr是谐振频率。

.

三种事情模式的事情状态分别如下,

可以看出两个桥臂的对管Q1&Q4驱动旗子暗记同等,Q2&Q3驱动旗子暗记同等,在这种事情状态下对PWM外设比较好进行配置。
为了后面实现调频调宽功能,选择推挽输出模式,当PWM 事情在推挽模式下时,会使全体周期的韶光更加,由于每个周期发生两次定时器匹配。
下面是中央对称模式的推挽输出,此模式组合将PWM 缓冲区更新和中断事宜限定为每4 个时基周期发生一次。
PWM1H&PWM1L作为开关管Q1&Q4的驱动,PWM2H&PWM2L作为开关管Q2&Q3的驱动。
(占空比D=50%)……

通向数字电源之路--进阶(作者:wkhn)

用dsPIC33E系列dsp做的一个半无桥PFC电路,将会涉及到以下几个问题:

1)半无桥电路的基本事理

2)Microchip官方供应的smps_control_library算法函数的利用

3)dsp内部40位累加器的小数表示方法

4)dsp中断时,context寄存器切换

5)C代码中,一些主要函数的剖析

最近,在Microchip官网上找到了一个AC-DC电源资料,输入90Vac--264Vac,输出12V62.5A(750W)。
电源前端PFC用了一个半无桥的PFC电路,DC部分用了一个全桥软开关电路。

Microchip官网上供应了该电源完全的电路事理图和PCB板图,并且附有原代码,供对数字电源感兴趣的工程师研究学习。

本图便是该电源的实机图。

虽然,这样一台样机从硬件到软件的设计都能代表官方的最高水准,但对想进一步学习数字电源的工程师来说却有一些问题:

1)做数字电源要动手实践,要弄一台样机,没有渠道,本钱也高。

2)原代码中有一些目前还用不到的功能,如:在线刷新DSP等。
这些功能多少会分散对数字电源紧张功能的关注。

3)虽然供应原代码,但并没有详细的讲解,读起来非常吃力。

4)代码不是用MCC天生的,代码编写的事情量较大。

因此,笔者在学习该代码的过程中,以半无桥PFC为模板,自己重新绘制了PCB板图,以MCC为根本,重新编写了代码,dsp用的是dsp33ep128gs806。
下面把笔者在此过程中的一些履历与大家分享,如有不对之处,还望示正。

笔者根据官方的版本重新设计的事理图

笔者根据官方的版本重新设计的PCB板图

……

分享数字电源常用的通报函数及其仿真运用(作者:Jallin)

本图为视频截图

……

开源之如何利用国产MCU编程(作者:liuxiaofei126)

之前一贯利用ST的STM32F031单片机,但是由于疫情还是啥啥缘故原由,ST的芯片价格涨得没法看,由于我们是做产品,而且量比较大,ST的芯片就无法再用了,这个本钱真的扛不起。
于是在很多国产MCU里面做了甄选,终极GD的由于新能优胜,价格便宜获选。
GD32E230对标的STM32F031,实现了PIN TO PIN兼容,寄存器不是完备兼容,但是GD的主频可以实现72M,这就很胆怯,STM32F031才48M,之前还得超频到56M利用。
不得不说,GD强!

仅仅比拟固件库,GD的库函数封装的比ST的库要好很多,当然,ST现在主推HAL库,这个HAL库确实也很好。
在利用串口之前同样要配置引脚,时钟。

void com_gpio_init(void) { rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_1, GPIO_PIN_9); gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_1, GPIO_PIN_10); gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_9); gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_10MHZ, GPIO_PIN_9); gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_10); gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_10MHZ, GPIO_PIN_10);gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_8); gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_8);GPIO_BOP(GPIOA) = (uint32_t)GPIO_PIN_8;GPIO_BC(GPIOA) = (uint32_t)GPIO_PIN_8;}

串口利用USART0,对应PA9和PA10,相称于STM32的USART1;配置USART时须要先复用PA9和PA10,利用gpio_mode_set()配置IO口的事情模式、输入输出类型。
gpio_output_options_set()配置速率等参数。
PA8为RS485的使能引脚……

DSP的硬件保护功能实现(作者:清闲)

TMS320F2837x硬件保护方案

1.方案概述1.1.整体方案

利用28377内部的CMPSS比较器模块,对输入的采样值进行比较剖断,输出比较旗子暗记将比较旗子暗记通过X-BAR模块连接到EPWM模块的DC数字比较子模块EPWM模块的DC子模块根据比较旗子暗记,产生TZ触发旗子暗记EPWM模块的TZ子模块收到触发旗子暗记后,对EPWMxA/B输出置高或置低1.2.资源利用

2.CMPSS比较器模块配置2.1.内部组成

每个CMPSS模块包含高下两路比较器,由于利用相同的正极输入,本次方案中仅利用个中的上路。
系统共3路保护,暂定选择CMPSS1~3模块实现保护比较功能。

2.1.1.锯齿波发生器

通过EPWM模块天生触发旗子暗记,并通过内部减法器改变DAC寄存器的值,实现锯齿波输出。
在本方案中不须要利用此模块。

2.1.2.比较器输入

比较器输入分为正极输入和负极输入,正极输入由外部引脚接入,负极旗子暗记可选择12位DAC输出或者外部引脚接入。

(1)正极输入:将保护丈量旗子暗记通过外部引脚直接接入比较器的正极。

(2)负极输入:

① 外部引脚输入,将参考电压通过外部引脚直接接入比较器负极。

② 12位内部DAC

DAC参考电压可通过寄存器选择VDDA或者VDAC(与ADC引脚复用),DACHVALA寄存器的值决定DAC的输出。

……

数字电源产品去A化的思考(作者:杨帅锅)

随着美国对华为的制裁越来越收紧,最新的是所有有美国技能的产品都要得到容许才能发卖给华为。
这不仅给我带来一些思考,后面随着制裁收紧,海内很多大公司可能都会受到打击。
我们电源行业作为2B的中间层,肯定会收到很多客户的去A化硬性需求。
那么数字电源产品,该若何去A化呢?

我先说下我的一些考虑点:

1,磁件和磁材料:海内已经OK,横店东磁,POCO等等。

2,超节MOS:已经有国产厂家已经在消费领域大面积运用,目前正在工业领域铺开。

3,低压肖特基二极管:国产和台湾,日本,欧洲都有能供应的。

4,高压碳化硅二极管:国产,日本,欧洲都有能供应的。

5,高压碳化硅开关管:国产有几家能做(东微半导体被华为投资了,还有几家),日本和欧洲的有能供应的。

6,陶瓷电容:国产,日本,台湾有。

7,高压大容量薄膜电容:国产,日本,欧洲有。

8,IGBT或模块,欧洲,日本,国产有。

9,继电器,保险丝,安规电容:国产,日本,欧洲有。

10,电解电容器:国产,日本,欧洲有。

11,电流霍尔,以及仿照旗子暗记链:国产做的不错,而且日本和欧洲也有。

12,驱动IC,驱动光耦:欧洲,国产最近也打破了,日本也有。

13,MCU,DSP:STM32G4系列,英飞凌XMC4000系列。
国产:湖南长沙有一家做DSP 28335的。

14,韶光有限,统计的不全,请各位见谅,大佬们可以帮忙补充。

从上面来看,基本上开关管和被动器件都可以用国产来替代。
唯一麻烦的是在电源行业广泛利用的TI C2000系列DSP将不能在利用,所有我这里找到了ST的STM32G4和英飞凌的XMC4000系列。
这两个MCU都是ARM核,带PFU,为电力电子的PWM掌握优化了外设。
在目前去A的背景下,可能这两个MCU是比较可行的选择。
个中STM32G4系列,已经在老雇主高斯宝电气技能公司的产品上大批量运用了。
XMC4000系列在电源行业中原谅我孤陋寡闻,利用的人还是比较少。

我大略的看了下XMC4000系列的规格书,创造英飞凌的这个芯片为电力电子的运用还是做了很多优化和考虑的,如:3.3V单电源供电,PFU,最高知足125°高温事情,12位ADC,转换韶光低于500ns,最高150ps的PWM分辨率。
uart,can, spi, 等通信接口一应俱全。
对付电力电子掌握来说,最关心的还是ADC和PWM的外设的性能。
我在它的规格书里面看到这些功能:

1,可以检测到ADC输入是否断路,有了这个功能就能直接判断开环,对系统掌握的可靠性有了很大的提升。

Broken-wire-detection (BWD) preloads the converter network with a selectable levelbefore sampling the input channel. The result will then reflect the preload value if theinput signal is no more connected. If buffer capacitors are used, a certain number ofconversions may be required to reach the failure indication level. (P16-29)

2, ADC的转换结果限值检测,比较遗憾的没有TI那种基于仿照比较器的快速相应。

Compare with Standard Conversions (Limit Checking)The limit checking mechanism can automatically compare each digital conversion resultto an upper and a lower boundary value. A channel event can then be generated whenthe result of a conversion/comparison is inside or outside a user-defined band (seebitfield CHEVMODE and Figure 16-11).This feature supports automatic range monitoring and minimizes the CPU load byissuing service requests only under certain predefined conditions. (P16-31)

虽不足完美,但是XMC4000提出了其余一种办理方法。
便是快速比较,直接把输入旗子暗记与寄存器中的数字量进行比较,如果不须要非常精确的值,用这种比较办法就会大幅度提升相应韶光。

Utilizing Fast Compare ModeIn Fast Compare Mode, the input signal is directly compared to a value in the associatedresult register. This comparison just provides a binary result (above/below). If the exactresult value is not required, this saves conversion time. A channel event can then begenerated when the input signal becomes higher (or lower) than the compare value (seebitfield CHEVMODE and Figure 16-12).The compare value in Fast Compare Mode is taken from the result register. BitfieldsBOUNDARY1 and BOUNDARY0 in register GxBOUND (x = 0 - 1) define delta limits inthis case. These deltas are added to (or subtracted from) the original compare value andallow defining an arbitrary hysteresis band.

3,XMC4000系列ADC的一个我以为最大的亮点,有了这个功能节约不少CPU的开销:ADC的模块里面的ADC转换结果处理模块可以配置成FIR滤波器,并供应了3个可以配置的系数,通过加乘操作来实现FIR滤波,然后把处理完的结果放在寄存器中。
FIR滤波器可以说是用的非常多的操作了,比如把多次转换的结果加起来求均匀便是FIR的一种运用,有了这个功能能把CPU在ADC滤波上的开销节约出来……

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