DC-DC电源模块外围电路选型要求与实战方案

发布时间:2024-12-27 阅读量:2151 来源: 我爱方案网 作者: bebop

DC-DC转换器一般由控制芯片,电感线圈,二极管,三极管,电容器构成。在讨论DC-DC转换器的性能时,如果单针对控制芯片,是不能判断其优劣的。其外围电路的元器件特性同样能改变电源电路的性能,因此,应进行综合判断。


DC-DC转换器的使用有利于简化电源电路设计,缩短研制周期,实现最佳指标等,被广泛用于电力电子、军工、科研、工控设备、通讯设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通讯、路由器等通信领域和工业控制、汽车电子、航空航天等领域。具有可靠性高、系统升级容易等特点,电源模块的应用越来越广泛。此外,DC-DC转换器还广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。在电路类型分类上属于斩波电路。


1.输入电容:要满足耐压和输入纹波的要求。一般耐压要求1.5~2倍以上输入电压。注意瓷片电容的实际容量会随直流电压的偏置影响而减少。


2.输出电容:要满足耐压和输出纹波的要求。一般耐压要求1.5~2倍 。


纹波和电容的关系:


3.BST电容:按照规格书推荐值。一般0.1uF-1uF。耐压一般要高于输入电压。


4.电感:不同输出电压的要求感量不同;注意温升和饱和电流要满足余量要求,一般最大电流的1.2倍以上(或者电感的饱和电流必须大于最大输出电流+0.5*电感纹波电流)。通常选择合适的电感值L,使ΔIL占输出电流的30% to 50%。计算公式:


5. VCC电容:按规格书 要求取值,不能减小,也不要太大,注意耐压。


6.反馈电容:按规格书要求取值,不同厂家芯片取值不同,输出电压不同也会有不同的要求。


7.反馈电阻和EN分压电阻:要求按规格书取值,精度1%。


快报电子平台根据不同应用场景,推荐安全稳定且高效的DCDC电源转换方案及主控芯片。

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极海APM32F407通信电源方案

该方案以稳定性为前提,更确保方案整体的快速性、准确性与平稳性,单颗MCU即可对PFC单元和全桥LLC单元进行全面数字控制,实现整个负载范围的零电压开关,提高效率和可靠性。


方案主控采用极海APM32F407高性能MCU,是一种数字控制的紧凑型隔离式AC/DC电源设计,包括两个主要功率单元:前端的升压型功率因数校正单元PFC,及后端的谐振 LLC 全桥隔离式DC/DC变换器单元,可在所有运行模式下生成适用于电源电子开关器件的 PWM 波形、变占空比、变开关频率、相移控制等。


方案优势:


1.32位Arm® Cortex®-M4F 内核,最高主频168MHz,支持PFC及LLC的环路控制;
2.内置 3 个12位ADC,每个 ADC 最多有16个外部通道,支持 DMA,可以满足PFC+LLC通讯电源3通道电压跟3通道电流采集需求;
3.2 个可以提供 7 通道 PWM 输出的 16位高级定时器 TMR1、TMR8,支持死区生成和刹车输入等功能,满足通讯电源PFC单元跟LLC单元5个开关器件的控制需求,并且刹车输入可在紧急情况快速停机保护器件免受损坏;
4.4 个 USART、2 个 UART通信接口,可满足电源及上层系统的交互需求;
5.Flash容量最高为1MB,SRAM容量最高为192KB+4KB,满足程序存储和运算要求,并且有冗余便于程序扩展;
6.内置备份寄存器,可灵活保存控制参数,无需外部EEPROM;
7.支持交流电压AC90V~AC264V,频率50/60Hz,全电网兼容。
小华HC32F334  3kW 两相交错全桥LLC方案(参考设计)
方案简介:
交错式LLC电源拓扑能大幅度降低LLC输出电流纹波,可以减少输出侧滤波电容,从而减少系统体积;扩大单相LLC变换器的输出功率容量,相比直接并联,多相交错后相间易于均流;轻负载时还可以以单相全桥模式工作。所以已经广泛应用在中大功率工业领域。小华HC32F334专用数字电源控制器结合了交错LLC的发波时序和保护需求,完全自主开发设计,支持12路130ps高精度HRPWM。
方案特色:
输入电压:DC 380-420V
输出电压:DC 48V
功率:3000W
峰值效率:97%
谐振频率:132K
两相均流度:>95%
输出纹波:<1%
MCU特色
M4 32位 120MHz CPU
36KB RAM 和128KB FLASH
2*6路130ps高精度PWM,支持高精度周期、高精度
占空比和高精度错相
10个事件驱动的时序引擎
可编程逻辑阵列PLA
带FPU和DSP内核
集成EMB功能
8通道DMA,灵活的触发源,支持连锁传输
应用场景:
AC/DC、DC/DC数字电源应用,如通信与服务器电源、砖块电源、微逆、充电桩DC/DC等。

双向15KW三相双向充电桩电源方案



该方案是一个15KW的三相维也纳非隔离方案,可同时实现AC/DC和DC/AC的双向转换,非常适用于高功率充电桩,工业电池充电器,UPS等的前级应用。该方案直流电压:800Vdc,交流电压:400Vac@50Hz,功率15KW,效率高达99%,采用软启动,能有效抑制浪涌电流。
方案基于ST MCU STM32G474RET6实现控制,该芯片是ST新一代数字电源控制芯片,主频高达170MHz,内核采用Arm Cortex-M4,支持浮点运算,数学加速器,高精度定时器,该定时器可以同时发出12路PWM任意波,精度高达184ps,同时该芯片集成4个OP,多路UART,I2C,DAC控制,实现实时过流和过压保护。
方案优势:

  • 三相三电平双向AC/DC转换。
  • AC交流电压:380±10%Vac,DC直流电压:800Vdc。
  • AC to DC模式:PF> 0.99,支持软启动,抑制浪涌电流。
  • 整机效率高达99%。
  • 主芯片采用ST新一代数字电源控制芯片STM32G474RET6,主频170MHz,Flash 512K,LQFP64。


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