什么是數字電源？

數字電源，以數字信號處理器（DSP）或微控制器（MCU）為核心，將數字電源驅動器、PWM控制器等作為控制對象，能實現控制、管理和監(jiān)測功能的電源產品。它是通過設定開關電源的內部參數來改變其外特性，并在“電源控制”的基礎上增加了“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。數字電源的管理（如電源排序）必須全部采用數字技術。

數字電源的數字信號控制器取代了模擬電源的控制芯片、環(huán)路補償的運放及相關器件。軟件處理的靈活性是傳統(tǒng)模擬電源遠不能比的，比如遠程控制、在線監(jiān)測、在線升級軟件、多電源組網、集群管理、故障報警等等。這是純模擬電源完全不具備的。硬件層面則關注功率電路、磁性器件、驅動電路、采樣電路等電路設計。

控制器主要分為通用處理器和專用控制芯片兩類：

通用數字信號控制器：即是一個運算能力較強的MCU，比如TI的TMS320F2802x/03x系列，Microchip的dispic系列，Freescale的DSP，Freescale被收購后叫NXP，又推出了Kinetis系列的針對數字電源的和電機控制的芯片，與之前Freescale的DSP相比而言，內核變?yōu)?a target="_blank">arm內核。ST也有一些數字電源的通用控制器。

專用數字電源控制芯片：比如TI的UCD系列，cortex-M3內核，該芯片把環(huán)路固定在芯片內部由硬件實現，環(huán)路參數可以更改，但結構沒法改，環(huán)路的數量也有限。相對于DSP，優(yōu)點是環(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)路是軟件實現的，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 數字電源方案

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

交錯式PFC包括兩個基于600V MDmesh M2功率MOSFET且相位差為180的升壓轉換器。

下游部分包括一個基于MDmesh DM2功率MOSFET的DC/DC相移全橋轉換器，并使用HF變壓器執(zhí)行降壓，t通過調節(jié)選擇的初級與次級比例可在整個工作范圍內保持足夠高的效率。

在初級側，變壓器由全橋轉換器供電，由于零電壓開關（ZVS）操作，開關損耗得以降低。

在次級側，同步整流（SR）用于確保較低的傳導損耗。輸出電壓波形由STripFET功率MOSFET整流，然后經過濾波器平滑輸出。

技術參數

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

標稱輸出功率：2kW

交錯式PFC拓撲

PFC開關頻率：60kHz

PFC最大功率因子：0.99

DC-DC級：具有同步整流的全橋相移ZVS

DC-DC開關頻率：100kHz

高頻變壓器隔離電壓：4kV

整體效率：80PLUS白金級

根據輸出功率調節(jié)風速進行強制冷卻

過熱保護

輸出短路保護

參考設計資料下載

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