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。
/ ]3 Z& `1 r( t3 {5 a8 P 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。/ V7 ~, w3 h8 b3 `. Y v
 $ J, {* @; f/ P# p B6 _" ^
工作原理：
- z: o- L! _' ^1 g 当VIN>>VOUT时，两路互补PWM加在M1和M2，M4导通，M3关闭；* u a5 o6 Y8 @+ d$ |9 ^/ G
当VIN<<VOUT时，M1导通，M2关闭，两路互补PWM加在M3和M4；
2 Q9 s( [+ v8 Y! T8 x 当VIN约等于VOUT时，M1和M3、M2和M4分别工作在同一状态。0 H2 H0 M& o [* H. ], [. E
通过改变占空比改变改变输出电压。; ] f# R9 v& O4 Q5 _
控制算法：
8 l0 _2 o& O5 \! _ 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：
7 `0 ?$ Q! u% A 电压：5V~36输入，1.8V~36V输出( M8 Z. U3 G) G' M" B
电流：5A! C' u# @# {# U/ `) Y) s+ j2 P
最大功率：150W4 t/ v& f6 B8 ]0 h
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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。
) x% E$ i k* W; L8 v废话不多说，进入正题
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' C% ^8 x) e5 b# X* a0 u' k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：
. D) z! E4 Q' ]3 _, T- BUCK-BOOST拓扑结构，升降压转换器
- 输入电压：10~80V，输出电压：5~80V
- 电流：8A
- 功率：300w
- 高效率设计，支持的最大效率超过 95%
- 250 KHz 快速开关频率支持更小的无源组件，从而减小电路板面积并延长寿命。
- 三个满足各种应用场合的控制模式：1) 输出电压控制 2) MPPT 控制（输入电流控制）3) 反向电流控制。
- C2000™ Piccolo™ TMS320F28069 微控制器实现该转换器的控制。5 r# V3 T5 ?* R2 Z$ ?$ Q/ h
硬件构成：
. @2 G( {6 ]! T6 u' O- 300w功率板
- c2000 TMS320F28069系统卡5 k. Y5 O9 j! c1 ?$ R; z; L
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：
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: _& X# I# F7 [! Y7 a! K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。 & z2 a/ I5 u8 @/ {3 h6 H9 g
硬件展示：
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* B( P" X. e2 }* G# R$ Z' U" U0 r3 D4 B. y. O$ c) x
* n& v# b d4 y) k2 W4 l4 V2 n- d! I" ~( d" _
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% V) L1 S8 E0 }- b- j% G& i) D% M原理图：, Z6 M T) e e3 K
功率电路( r! \% }% H$ c) Q% S" O
6 b8 T2 `3 @$ B4 J2 o接口电路
. S& p$ L7 l# k, F3 C3 F8 ^8 X+ o1 D$ X$ v. o2 U# B
辅助电源
0 D& e0 }6 W6 `% f: w5 X$ C' H7 m# R+ J; }9 h* q: [; o
信号调理 7 w( [; Z0 T2 |$ |4 T5 j1 q( R, h
_- `- M& Z( ?2 _+ T6 G布局图
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STMCU小助手
发布时间：2022-1-7 20:11
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这个厉害了，要好好学习一下