搞了10多年單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā),現(xiàn)在才開(kāi)始做數(shù)字電源,開(kāi)個(gè)貼子,做個(gè)紀(jì)念。
記錄開(kāi)發(fā)過(guò)程的關(guān)鍵點(diǎn),同時(shí)分享一些干貨,產(chǎn)品完成的最后做個(gè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)全面總結(jié)。
搞了10多年單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā),現(xiàn)在才開(kāi)始做數(shù)字電源,開(kāi)個(gè)貼子,做個(gè)紀(jì)念。
記錄開(kāi)發(fā)過(guò)程的關(guān)鍵點(diǎn),同時(shí)分享一些干貨,產(chǎn)品完成的最后做個(gè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)全面總結(jié)。
謝謝鼓勵(lì)。
發(fā)現(xiàn)一個(gè)不做軟件的硬件工程師設(shè)計(jì)的電路的問(wèn)題:用單片機(jī)的同一個(gè)定時(shí)器做逆變?nèi)珮蝌?qū)動(dòng),因?yàn)閱纹瑱C(jī)的同一個(gè)定時(shí)器不能同時(shí)產(chǎn)生50Hz和幾十KHz的波形。這會(huì)大大犧牲軟件的性能。如果用兩個(gè)定時(shí)器,一個(gè)做50Hz,另一個(gè)做SPWM,那性能會(huì)好很多。
準(zhǔn)備親自設(shè)計(jì)電源硬件和軟件,目標(biāo)是今年搞定硬件和軟件,AC/DC,DC/AC雙向一體機(jī)。使用Cortex-M4,帶DSP和浮點(diǎn)單元。
要在這個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙向逆變電源,MCU參考選型要求如下:
1、內(nèi)核,建議CortexM4或M33(支持DSP指令集和浮點(diǎn)運(yùn)算單元)
2、主頻,100MHz以上,最好150Mz以上,200MHz更佳
3、PWM,至少8路,支持互補(bǔ)輸出,死區(qū)設(shè)置,移相,同步,剎車。(DCDC變換可用2路PWM驅(qū)動(dòng)全橋)。PWM分辨率要求高于100ns,能達(dá)1ns甚至100ps級(jí)別更佳。風(fēng)扇控制也建議使用PWM
4、模擬量采集,12位分辨率,1MSPS以上,8通道以上,最好16通道,支持差分采樣
5、模擬比較器,至少支持2個(gè),用于過(guò)零檢測(cè)(也可用外部模擬比較器,也可用ADC采樣做過(guò)零檢測(cè))
以上就是雙向逆變電源主控單片機(jī)的核心功能需求,至于其他功能,根據(jù)系統(tǒng)要求靈活選擇,如支持三角函數(shù)運(yùn)算單元?jiǎng)t更佳,支持UART、CAN等通訊
硬件保護(hù)電路參考:對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng),正常思維應(yīng)該不能只靠軟件保護(hù),需要增加硬件保護(hù)電路。
防止半橋的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)同時(shí)為高電平炸管,以及過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)。下圖是使用GAL器件設(shè)計(jì)的保護(hù)電路(也可用74系列邏輯電路實(shí)現(xiàn)),In1和In2是半橋驅(qū)動(dòng)PWM互補(bǔ)信號(hào),R是過(guò)流過(guò)壓等信號(hào)。
如果半橋驅(qū)動(dòng)芯片有使能端,可直接使用74HC08與門實(shí)現(xiàn)上圖功能。
這個(gè)互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)輸出,要帶死區(qū),