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国产MCU设计6.6kW充电桩,交错PFC+LLC,踩坑续(2)
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国产MCU设计6.6kW充电桩,交错PFC+LLC,踩坑续(6)

产品的系统架构和控制算法在此就不再做介绍了,可以参考第一篇文章。今天继续和大家分享调试过程中的踩坑。

踩坑8、保护的设置思路

大家应该都知道,所有的电源都应该具备保护功能,开关电源当然也是一样的。

先简单聊聊器件损坏的原理,电容的损坏:电容最常见的就是过压损坏,电容内部的介质击穿,导致电容器内部电路短路。电容的炸机声音是最大的,丝毫都不逊色于MOS管。MOS管的损坏:mos管是开关电源调试过程中损坏频率最高的器件,mos管的损坏直接原因一个就是过压,一个就是过流。过压一般是DS之间电压过高击穿DS,或者驱动用的不合理击穿GS(通常调试的时候发生的比较少),最主要的还是过流损坏,其实过流体现的就是过温,过温最根本的原理有两个,一个是温度累计散不出去,还有就是di/dt太大。除了过流过压,还有静电等等(这里就不赘述了,如果大家还想了解电感、二极管、驱动芯片等等损坏的原因,我可以出一个专题讲解)。我们保护的策略主要就是针对MOS进行的。

  • 过压保护策略

1)交流输入过压:过压点设置270V(过压后MCU记录故障数据,发送给上位机)过压恢复电压260V。电压正常后自动清楚过压信息。

2)PFC输出过压保护:设置有软件过压(490V,持续时间100ms)、硬件过压495V(即刻关断输出并报警),电容器我采用的500V(实际工作最高480V)

3)LLC输出过压保护:设置有软件过压(810V,持续时间100ms)、硬件过压850V(即刻关断输出并报警),电容器我采用的两组450V的串联使用的,此处余量是比较大的(实际工作最高800V)

  • 欠压保护策略

1)交流输入欠压:过压点设置170V(过压后MCU记录故障数据,发送给上位机)过压恢复电压180V。电压正常后自动清楚过压信息。

2)PFC输出欠压:PFC输出电压和对LLC的谐振工作点影响比较大(不然只需要设置一个固定值即可),所有此处PFC输出欠压点设置比较复杂些。实际电压比目标电压低20V,持续时间500ms触发保护,电压低20-100V之间,10-500ms线性时间触发保护(为程序简便,可以设置几个点就可以)。

3)输出欠压保护:设置为180V(固定值,200V的90%)

  • 输入过流保护

1)输入过流保护:软件设置33A-50A(有效值),硬件过流保护(峰值80A)

软件和硬件过流的策略还夹杂着追周期保护的策略,此处是踩坑最厉害的地方,可以参考我写的系列文章续(4)https://www.dianyuan.com/eestar/article-7486.html

2)LLC输出过流保护:软件保护21-30A,硬件过流保护32A,保护策略同输入过流保护类似,20-30A之间线性500-10ms的保护时间,硬件过流保护直接关断输出。

其它的保护策略就不再这里啰嗦了,比如过温保护策略也可参考我上一篇文章的温度降额

总结:本文只是针对我这款产品的过欠压和过流保护的策略做了介绍,这个也是我踩坑较多的地方,如果有更优的方案欢迎大家一起讨论。

申明:由于本人水平一般,分享的知识有误或者采用的方案不够好的,欢迎各路大神指正批评,给大家带来的不便,敬请谅解,本文观点仅供参考。

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  • hello-boy 2023-11-04 21:21
    保护策略都是经验之谈啊,大家可以仔细琢磨(* ̄︶ ̄)
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