什么是數(shù)字電源？

數(shù)字電源，以數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）或微控制器（MCU）為核心，將數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)器、PWM控制器等作為控制對(duì)象，能實(shí)現(xiàn)控制、管理和監(jiān)測(cè)功能的電源產(chǎn)品。它是通過(guò)設(shè)定開(kāi)關(guān)電源的內(nèi)部參數(shù)來(lái)改變其外特性，并在“電源控制”的基礎(chǔ)上增加了“電源管理”。所謂電源管理是指將電源有效地分配給系統(tǒng)的不同組件，最大限度地降低損耗。數(shù)字電源的管理（如電源排序）必須全部采用數(shù)字技術(shù)。

數(shù)字電源的數(shù)字信號(hào)控制器取代了模擬電源的控制芯片、環(huán)路補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)放及相關(guān)器件。軟件處理的靈活性是傳統(tǒng)模擬電源遠(yuǎn)不能比的，比如遠(yuǎn)程控制、在線監(jiān)測(cè)、在線升級(jí)軟件、多電源組網(wǎng)、集群管理、故障報(bào)警等等。這是純模擬電源完全不具備的。硬件層面則關(guān)注功率電路、磁性器件、驅(qū)動(dòng)電路、采樣電路等電路設(shè)計(jì)。

控制器主要分為通用處理器和專(zhuān)用控制芯片兩類(lèi)：

通用數(shù)字信號(hào)控制器：即是一個(gè)運(yùn)算能力較強(qiáng)的MCU，比如TI的TMS320F2802x/03x系列，Microchip的dispic系列，F(xiàn)reescale的DSP，F(xiàn)reescale被收購(gòu)后叫NXP，又推出了Kinetis系列的針對(duì)數(shù)字電源的和電機(jī)控制的芯片，與之前Freescale的DSP相比而言，內(nèi)核變?yōu)?a target="_blank">arm內(nèi)核。ST也有一些數(shù)字電源的通用控制器。

專(zhuān)用數(shù)字電源控制芯片：比如TI的UCD系列，cortex-M3內(nèi)核，該芯片把環(huán)路固定在芯片內(nèi)部由硬件實(shí)現(xiàn)，環(huán)路參數(shù)可以更改，但結(jié)構(gòu)沒(méi)法改，環(huán)路的數(shù)量也有限。相對(duì)于DSP，優(yōu)點(diǎn)是環(huán)路控制頻率可以做的很快，環(huán)路帶寬可以做高，但是不靈活。DSP的環(huán)路是軟件實(shí)現(xiàn)的，由于采樣及控制頻率的限制，環(huán)路帶寬做不了太高；

2KW AC/DC 數(shù)字電源方案

本方案是基于STM32F334C8的一款2KW AC/DC數(shù)字電源，電源由兩個(gè)由STM32F334控制的功率部分組成：兩相交錯(cuò)功率因數(shù)校正器（PFC）和ZVS DC/DC移相全橋DCDC變換器。

交錯(cuò)式PFC包括兩個(gè)基于600V MDmesh M2功率MOSFET且相位差為180的升壓轉(zhuǎn)換器。

下游部分包括一個(gè)基于MDmesh DM2功率MOSFET的DC/DC相移全橋轉(zhuǎn)換器，并使用HF變壓器執(zhí)行降壓，t通過(guò)調(diào)節(jié)選擇的初級(jí)與次級(jí)比例可在整個(gè)工作范圍內(nèi)保持足夠高的效率。

在初級(jí)側(cè)，變壓器由全橋轉(zhuǎn)換器供電，由于零電壓開(kāi)關(guān)（ZVS）操作，開(kāi)關(guān)損耗得以降低。

在次級(jí)側(cè)，同步整流（SR）用于確保較低的傳導(dǎo)損耗。輸出電壓波形由STripFET功率MOSFET整流，然后經(jīng)過(guò)濾波器平滑輸出。

技術(shù)參數(shù)

輸入交流電壓：90V至264V

輸出電壓：48V或52V，最大輸出電流：42A

輸入交流頻率：45Hz至65Hz

標(biāo)稱(chēng)輸出功率：2kW

交錯(cuò)式PFC拓?fù)?/p>

PFC開(kāi)關(guān)頻率：60kHz

PFC最大功率因子：0.99

DC-DC級(jí)：具有同步整流的全橋相移ZVS

DC-DC開(kāi)關(guān)頻率：100kHz

高頻變壓器隔離電壓：4kV

整體效率：80PLUS白金級(jí)

根據(jù)輸出功率調(diào)節(jié)風(fēng)速進(jìn)行強(qiáng)制冷卻

過(guò)熱保護(hù)

輸出短路保護(hù)

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