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搞了10多年单片机硬件设计和软件开发,正式进入电源行业(干货分享)

搞了10多年单片机硬件设计和软件开发,现在才开始做数字电源,开个贴子,做个纪念。

记录开发过程的关键点,同时分享一些干货,产品完成的最后做个经验教训全面总结。

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2021-04-12 09:09
关注,等楼主下面的更新哦!
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兰波
LV.8
3
2021-04-12 09:12
期待后续帖子,一起学习。数字电源,大势所趋。
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人参果
LV.4
4
2021-04-12 15:09
这得有多牛逼,软硬件
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2021-04-16 08:10
@人参果
这得有多牛逼,软硬件
无敌
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GPowerBMS
LV.3
6
2021-04-16 10:35

谢谢鼓励。

发现一个不做软件的硬件工程师设计的电路的问题:用单片机的同一个定时器做逆变全桥驱动,因为单片机的同一个定时器不能同时产生50Hz和几十KHz的波形。这会大大牺牲软件的性能。如果用两个定时器,一个做50Hz,另一个做SPWM,那性能会好很多。

准备亲自设计电源硬件和软件,目标是今年搞定硬件和软件,AC/DC,DC/AC双向一体机。使用Cortex-M4,带DSP和浮点单元。

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2021-04-16 10:41
@GPowerBMS
谢谢鼓励。发现一个不做软件的硬件工程师设计的电路的问题:用单片机的同一个定时器做逆变全桥驱动,因为单片机的同一个定时器不能同时产生50Hz和几十KHz的波形。这会大大牺牲软件的性能。如果用两个定时器,一个做50Hz,另一个做SPWM,那性能会好很多。准备亲自设计电源硬件和软件,目标是今年搞定硬件和软件,AC/DC,DC/AC双向一体机。使用Cortex-M4,带DSP和浮点单元。
欢迎欢迎,期待大师巨作
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唐先森
LV.2
8
2021-04-18 15:44
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GPowerBMS
LV.3
9
2021-04-20 08:39
@唐先森
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需要恶补知识呀,以前学过的电子电子、自动控制、电器控制、电机原理、等,都还给老师了。

请教下:数字开关电源,有什么经典的书籍? TKS

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GPowerBMS
LV.3
10
2021-04-25 18:34

今天又向前迈进了一步, 实现PI闭环控制,调节输出交流电压了......

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GPowerBMS
LV.3
11
2021-05-01 08:03

活到老学到老,五一不外出占道,还是在家学习好。

补充一下开关电源硬件知识,更有利于软件开发。

上周已用单片机实现的基本的纯正弦波逆变控制(DC/AC)和直流升压控制(DC/DC),空载电压PI环控制还算稳定,带载稳定性后面细调。

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GPowerBMS
LV.3
12
2021-05-01 08:19

分享两点非常重要的非常有价值的干货,给各位用单片机做逆变的朋友。

1、DC/AC逆变控制,最大占空比SPWM时,电压关系 AC = DC/1.414

2、DC/DC直流变换,最大占空比PWM时, 变压系数为变压器匝比乘以效率

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GPowerBMS
LV.3
13
2021-05-14 22:59

DC/AC,DC/DC升压,AC/DC,DC/DC降压,各电压PI环都OK了,实际值与设置的目标值相一致。

剩下最难的就电流环了,理想状态是电压电流同相位,先把所有的功能做出来,再做性能调优。

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GPowerBMS
LV.3
14
2021-05-16 21:39

关于PFC控制策略,找了几篇硕士博士论文研究,分享几个图,准备写代码实现。

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雅兄
LV.5
15
2021-05-18 16:18

来呀,相互伤害雅!

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hugan
LV.6
16
2021-05-18 17:26
@雅兄
来呀,相互伤害雅!

就你最调皮

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GPowerBMS
LV.3
17
2021-06-02 07:23

要在这个拓扑结构实现双向逆变电源,MCU参考选型要求如下:

1、内核,建议CortexM4或M33(支持DSP指令集和浮点运算单元)

2、主频,100MHz以上,最好150Mz以上,200MHz更佳

3、PWM,至少8路,支持互补输出,死区设置,移相,同步,刹车。(DCDC变换可用2路PWM驱动全桥)。PWM分辨率要求高于100ns,能达1ns甚至100ps级别更佳。风扇控制也建议使用PWM

4、模拟量采集,12位分辨率,1MSPS以上,8通道以上,最好16通道,支持差分采样

5、模拟比较器,至少支持2个,用于过零检测(也可用外部模拟比较器,也可用ADC采样做过零检测)

以上就是双向逆变电源主控单片机的核心功能需求,至于其他功能,根据系统要求灵活选择,如支持三角函数运算单元则更佳,支持UART、CAN等通讯

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ruohan
LV.9
18
2021-06-03 13:49

对于PI调节,能具体点不,

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GPowerBMS
LV.3
19
2021-07-20 07:50
@ruohan
对于PI调节,能具体点不,

PID就是比例积分微分。根据目标值和实际输出值构成控制偏差,将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制。在电源产品中,使用PI就可以。

最简单理解就是:实际值比目标值大了,就控制其变小,小了就控制基变大。实际值等于目标值就是完美。

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GPowerBMS
LV.3
20
2021-07-20 08:02

硬件保护电路参考:对于单片机系统,正常思维应该不能只靠软件保护,需要增加硬件保护电路。

防止半桥的两个驱动同时为高电平炸管,以及过流、过压保护。下图是使用GAL器件设计的保护电路(也可用74系列逻辑电路实现),In1和In2是半桥驱动PWM互补信号,R是过流过压等信号。

如果半桥驱动芯片有使能端,可直接使用74HC08与门实现上图功能。

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2021-07-20 08:39

好东西呀

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06-10 18:43

搞了10多年单片机硬件设计和软件开发,正式进入电源行业,这资料不错

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ruohan
LV.9
23
06-26 16:15
@GPowerBMS
硬件保护电路参考:对于单片机系统,正常思维应该不能只靠软件保护,需要增加硬件保护电路。防止半桥的两个驱动同时为高电平炸管,以及过流、过压保护。下图是使用GAL器件设计的保护电路(也可用74系列逻辑电路实现),In1和In2是半桥驱动PWM互补信号,R是过流过压等信号。[图片]如果半桥驱动芯片有使能端,可直接使用74HC08与门实现上图功能。

这个互补的驱动输出,要带死区,

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