高效率ACDC转换器
前段时间参加了学校今年的国家电子设计大赛的选拔赛,选拔的题目是13年的国赛题。平时参加对电源了解的多一些,于是就选了13年的电源题(ACDC),那道题说起来也是叼,要求效率达到95%以上,估计这个坑了一批人。
我们用stm32f407做控制器。主功率电路分为两级,前级是MOS管搭的全桥,这一级实现的是AC到DC转换的功能,把40V峰值的交流电压转为50V的直流电压,同时完成PFC功能,这也是这个方案中最为重要和麻烦的部分,要同时实现ACDC转换和PFC功能,使用了两个PID控制环路,内PID控制环路是电流控制环路,用来使电流实时跟踪电压,从而实现PFC,这个PID控制器要求具有很短的调节时间,响应要很快,否则电流无法实时跟踪电压。外部PID控制环路是电压控制环路,用于实现ACDC转换,将40V峰值的交流电压转换为50V的直流电压,其本质就是输入电压成正弦变化,输出值恒定的boost变换器。后一级其实就是buck变换器,用MOS管搭成半桥实现DCDC降压转换,这个转换器本身不难,只需要一个PID控制器就可以,但是由于整机效率要求很高,这一级的效率要求更高,至少是98%以上,否则乘上前一级的效率,整机效率很难达到要求。由于我们的方案中将所有的二极管都替换为mos管,只要控制好pwm,避免共态导通问题,mos管的损耗可以降低到很小很小,在测试中,mos管几乎不发热。然后所用到的电感为了避免趋肤效应,都是用多股细线并绕,这样也可以提高大概1%的效率。
讲了这么多,下面上图
上面是交流输入电流波形,下面是交流输入电压波形。可以看到电流已经跟紧了电压。
上面是交流输入电流波形,下面是电流PID控制环路的误差,这是用f4的DAC通过IO口输出到示波器,便于观察。
带载50Ω,输出的设定值为36V,实际输出值为36.010V。
整机的效率达到95%多一点,其他性能都ok。不过还是存在一个很大的问题,就是开关噪声很大,为了避免开关噪声对ADC采样的影响,我们使用定时器触发ADC转换的方法来避开pwm的边沿位置。
在调试的时候,最为蛋疼的莫过于ACDC转换部分,一不小心就炸管,真是炸到心都碎了。。。。
不过还好有我们专业的大神指导,也算是一种磨练吧。
牛人 看到一桌子的线就蛋疼
楼主很牛B。。。AC-DC就达到95%以上效率了。。
期待上图。。。。
你是指PFC部门炸机么?
pfc部分的管子炸了 把PFC部分的参数介绍一下吧! pfc部分主要部分就是一个电流控制环,电压做参考,控制方式用的是PI控制,用霍尔传感器做实时电流反馈,ADC采集。至于具体的PI参数得看所用的电感电容,参数的整定方式就是用示波器看阶跃响应波形。响应速度要很快,否则电流无法跟紧电压。电压环呢?
只用霍尔?速度够?过流保护怎么做?尤其是每个开关周期的过流 本来还有用电流互感器,但是当时这部分不是我做的,他们做的时候并没有做好校正,最后只能放弃不用了 每个开关周期的过流没做。。。。。还请大神指教
带显示的,大气啊!
这道题是本科A题,我是专科生,当时我也参加了比赛,四天三夜的奋斗。我看了之后非常想做这一题,但是队友和指导老师都是反对的,当时那个PFC校正难倒了我,要不我会执意选这题目的,比赛之后我就把这个PFC彻底的搞个清楚。
20v-30v交流输入,36V的直流输出,现在我做的话就做全硬件完成, UCC28019ABOOST结构完成功率因数校正+BUCK降价
整流部分是用PWM整流吗? 恩恩发一下最后调整到比较理想的阶跃曲线就更好了。
观察阶跃曲线有没有专业的仪器设备?
整个电路是非隔离的
AC 27V ->PWM全波整流 - > PFC(50vDC)- >BUCK
看一下曲线了
抱歉,由于放假时间不在实验室,没法给出曲线。观察曲线用的就是示波器 之前在电力电子书上看到PWM整流技术,但是不知道算法如何做,希望能请教你 帖子不错哦,推荐到帖子底部经典图库。更多请点击:http://www.dianyuan.com/bbs/classic/ 不知能否分享下项目的资料,当年就栽在这一题上了! 我这一位大师来谈一下,你用了非隔离PFC升压,后又降压,达到95%以上的效率,这个就非常平常了,如果用变压器隔离的话,效率就大打折扣了,升降压的效率本身就比较到,要的是在不隔离的条件下,如果可以达到百分之95以上,就非常不错了,低电压要用同步整流,二极管的压降高做不了太高的效率的,有技术的话,要隔离做到的高效率,就算不错了,非隔离的效率高一点都不奇怪的,望大家评说。 多谢大师指点,我还是个学生党 大学期间这么勤奋,童鞋有前途.帖子给你推荐了,加油!很有前途啊,2015年加油啊~这个帖子已经被推荐到电源达人秀中,查看请扫描: