前言:
美國Vicor公司是現時世界最大的高密度電源模塊生產商, 同時也是全球唯一能以零電壓、零電流技術大批量生產電源模塊的廠家。Vicor電源模塊包括DC-DC、AC-DC電源模塊,隔離、非隔離電源模塊轉換器。其中VICOR公司電源模塊的核心技術是 “零電流”開關,它使變換器的工作頻率達到 了1MHz,效率大于80%。
本文介紹多功能數控電源設計
從最基本的說起吧,DC-DC的變換電路有很多種,線性電源、開關電源、電荷泵,線性電源大家比較熟悉的應該就是78XX系列的芯片了,電荷泵主要用在小電流的應用中,我們也不加討論。主要講講開關電源,我呢也是一個先學先賣的人,就對照資料啥的隨便介紹下拉,權當是開源本設計前的一點準備工作。
開關穩(wěn)壓器的工作原理,就是通過控制電路來控制開關器件的通斷,配合負反饋完成穩(wěn)壓,跟線性穩(wěn)壓比起來,具有效率高體積小的特點,但是輸出沒有線性電源穩(wěn)定。開關電源的基本結構有很多種,包括BUCK、BOOST、BUCK-BOOST、CUK等非隔離式的DCDC變換器,也有Flyback、LLC等隔離式的DCDC變換器。
開源的這個設計,是以buck拓撲為核心,配合STM32F334的高級定時器的PWM、PI算法,實現的一個很簡單的閉環(huán)控制,設計輸入電壓60V時,輸出電壓可調,輸出電流最大5A,輸出最大功率在200W左右。
數控電源系統(tǒng)設計框圖:
首先說明我這款電壓是從HP電源的基礎上增加人機界面和改善柵極驅動做的,具體設計心得及電路分析詳見附件內容。
數控電源程序的設計思路:
因為這款設計為了盡可能減少體積,因此使用了較大頻率的PWM波,取值為250k,所采用的主控stm32f334是意法半導體專為數控電源所設計的一款MCU。STM32F334xx微控制器具有高分辨率定時器(HRTIM)外設,可產生多達10個信號,能夠處理用于控制、同步或保護的各種不同輸入信號。其模塊化架構允許對大部分轉換拓撲和多并聯轉換器進行處理,并可在運行中重新配置它們。(具體詳見附件內容)
配置的代碼和PI算法的代碼部分截圖展示: