发布时间：2024-07-18 阅读量：7658 来源: 我爱方案网 作者: wenwei
【导读】数字电源是一种数字控制的电源设备，具有高精度、高稳定性、高可靠性、高效率、远程控制、自动化调节等特点。可以通过数字控制芯片实现输出电压、电流、功率等参数的精确控制与调节。常用的数字电源控制核心有MCU、DSP、FPGA等。Microchip是基于DSP数字电源主控的全球领导者，其数字电源以其高性能、低功耗、集成度高、易于使用以及应用广泛等特点，成为各种电子设备的理想选择。而先楫作为数字电源主控的后起之秀，除了推出高性能、高实时性、高精度混合信号的通用MCU系列之外，还有针对电机、电源等行业的Σ-Δ滤波、PLA、高精度PWM等特色外设模块，可以帮助电源设计师降低开发难度，实现更高性能、更经济的电源控制功能。
先楫半导体的HPM6300系列，包括HPM6360，以其高性能、低功耗和高性价比在市场上获得了广泛的认可。HPM6360的主频超过600MHz，性能超过3390CoreMark和1710DMIPS，显示出其强大的计算能力。此外，该系列新增了内置的快速傅里叶变换（FFT）和数字滤波器硬件加速引擎，极大地提升了FFT和FIR的运算速度，算力性能已优于市面主流DSP专用芯片。
在功耗方面，HPM6300系列进行了深度优化，实现了低至1.5uA的待机功耗和低至40mA的运行功耗（全速运行coremark,外设时钟关闭），皆低于市场上同类国际品牌的功耗。这样的功耗优化使得HPM6360在数字电源应用中能够更加高效地运行，同时保持较低的能耗。
HPM6300系列提供eLQFP144和小体积7x7BGA116封装，简化了用户板级设计。结合其更为友好的价格，用户可以获得性价比更优的方案。这些特点共同使得HPM6360成为数字电源设计的理想选择，既能够满足高性能的需求，又能够在成本和能耗方面提供优势。
基于对行业的深入理解，从需求端出发，先楫还针对新能源、储能、电动汽车和工业自动化等应用市场推出HPM6200系列数字电源。这一系列增加了针对电机、电源等行业的Σ-Δ滤波、PLA、高精度PWM等特色外设模块，这些特性是电机控制、数字电源客户选择国产MCU或DSP进行替换的重要考量。
Microchip的数字电源控制器，如dsPIC33CH512MP506，具有高转换效率、低待机功耗和快速瞬态响应能力。这些特性使得电源管理芯片能够在各种应用中提供稳定、可靠的电源输出，满足设备对高性能电源管理的需求。
在功耗方面，通过采用动态电压调整、脉宽调制(PWM)控制等多种低功耗技术，有效降低了设备的整体功耗。
除此之外，还集成了电源转换、电压监测、过压/欠压保护、过热保护等多种功能，大大简化了电路设计，降低了系统成本，提高了设备的可靠性。
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方案一：基于先楫HPM6360的数字电源应用方案
一款基于先楫MCU开发的数字电源应用方案，适用于5G基站、一般工业、家用电器、交通运输等行业。本方案中采用先楫高频MCU芯片，主频648MHz，内置快速傅里叶变换和数字滤波器硬件加速引擎，极大提升 FFT 和 FIR 的运算速度具备硬件加速器和特定功能配置，可以帮助电源设计师实现更高性能、更经济的电源控制功能。
方案特点
• 主频超过 600 MHz，性能超过 3390 CoreMarkT M和 1710 DMIPS
• 内置快速傅里叶变换和数字滤波器硬件加速引擎，极大提升 FFT 和FIR 的运算速度
• 多电源域设计，灵活支持各种低功耗模式
• 超低功耗待机
方案二：基于Microchip dsPIC33CH512MP506 高性能DSP开发的11KW三相图腾柱PFC电源方案
如何实现储能电源系统可靠稳定并网运行、降低转换损耗、增加功率密度，降低开发难度及开发周期是广大电源研发工程师的关注焦点。Microchip的Level 4 纯数字电源方案，将为新能源储能逆变这个行业提供完美的解决方案。
电路设计优点
• 图腾柱拓扑架构可实现电源的双向变换运行。
• 三相交错操作可减小输出电流纹波，从而降低输出电流的THD。
• 整套MCHP的车规级器件选型，确保方案通过AEC-Q100认证。
• 测量电网电流，确保逆变工作时提供的正弦电流与电网同相。
• 三相交流输入可实现大功率变换应用。
核心技术优势
• 高速DSP运算
主控制器MICROCHIP DSP dsPIC33CH512MP506为高性能双核数字电源专用控制器，DSC主核工作频率为90MHz，从核工作频率为100MHz，单指令周期运行。
• 高分辨率PWM驱动
PWM分辨率为250ps，以合适的开关频率提高电源转换效率，保证良好的EMI特性。
• 专用ADC内核与共享ADC模块
ADC转换延时仅285ns。
• 三相图腾柱PFC
三相交流220V输入，实现双向AC-DC变换运行。
• 交流正弦输出并网
经调制的正弦PWM产生经调制的正弦初级MOSFET电 流，在输出电容上产生整流正弦电压 / 电流。
• 平滑的过零尖峰处理
利用DSP控制零点正负半周切换，输出与电网电压同相且同频率，实现以较高功率因数馈送电流，过零检测电路用于检测电网电压状态。
• MPLAB X IDE 图形化配置
通过MPLAB X IDE 的MCC插件，以图形化配置生成各类外设模块的初始化代码和底层驱动，可极大降低软件开发难度，减轻工程师的开发负担，常规应用无需看寄存器定义即可完成开发。
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