收到microchip的开发板了,很喜庆,懒,不想发照片,今天立贴开始一个DC-DC双向变换器的设计,选型,原理图设计初稿,初步计划1周,那就是3月26日要完成,争取吧。后面会持续更新,欢迎大家关注。

把最近的一些进展整理一下吧,前段时间电路图基本完成,也发现有些功能比之前预想的要复杂了一些,所以原理图还没有完全定稿,在MICROCHIP寄过来的硬件上先完成部分功能的验证。
通过代码发现,寄过来的硬件是一个dsPIC33EP64GS506实现了两部分电路的功能,分别是同步的BUCK和BOOST。开关频率是350KHz,并且是峰值电流控制模式。
我这里先对BUCK部分进行描述说明。
通过上图我们可以看到,送入到dsPIC33EP64GS506的有电压和电流反馈,但实际上电流的反馈并非使用的是ADC,而是使用的是比较器CMP1的一个引脚输入。
通过ADC1采输出电压值,然后送入到补偿器做环路运算,把运算的结果送到比较器CMP1的一端,比较器的另外一端是电流检测。
我的设计不需要用上峰值电流检测,故需要去掉比较器这个环路环节,仔细分析代码,你会发现,这个代码采用了辅助工作寄存器,MICROCHIP的辅助工作寄存器专门为数字电源环路设计的。
整个环路设计的思路是:
1、 PWM触发ADC采样。
2、 ADC采样转换完成后触发ADC中断。
3、 进入ADC中断后自动切入到辅助工作寄存器。
4、 在ADC中断里面完成2P2Z的算法。
5、 2P2Z的输出送到给比较器CMP1DAC。
6、 这里CMP1DAC的输出送到CMP1的一个引脚,CMP1的另外一个引脚为电流采样的输入
7、 比较器CMP1的输出控制PWM的占空比。
8、 完成整个环路的控制。
从上面代码可以看出,环路有两个输入量,一个是ADCBUF1和CMP1DAC.在这里,我不需要用到CMP1,我的2P2Z的输出值用于控制PDC1。所以我在辅助工作寄存器初始化代码的部分,把CMP1映射到W2,更改为了PDC1映射到W2。如下。

在最初的环路调试过程中,由于是硬件和软件交叉调试的,所以很多时候在microchip寄过来的开发板上做验证。
其中把BOOST的峰值电流控制模式切换成电压单环的控制模式的时候,保留了原来的2P2Z的补偿方式,BOOST空载的输出正常,但是一但带上负载,输出就异常,电流采样电阻就会烧毁,分析波形发现,占空比几乎打到了最大,接近100%占空比,这可不得了了,因为环路参数刚开始并没有做调整,我就猜想是否我的环路参数有问题,我利用DCDT进行环路参数的调整。
首先DCDT选择的是单环模式,输入反馈的参数如下。
根据BOOST的小信号模型和传递函数,网上很多,这里就不累述,输入参数如下。
在点开补偿器部分,问题就来了,首先我们可以看到波特图如下。

我们环路的稳定性判据是,以-1的斜率穿过0dB增益线,使我们的增益裕量和相位裕量都得到满足。但是实际上我们可以看出,2P2Z的波特图的斜率关系是-1,+1,-1。而BOOST的电压单环的传递函数波形可以看出,是-2(双极点产生的-2斜率),+1(输出电容的ESR的零点产生的+1的斜率上升)。那么,要能够使-1的斜率穿过0dB线是不可能,主功率双极点之前的位置是无法完成穿越的,在双极点后面穿越的点必定不是-1斜率穿越,而在ESR零点之后完成穿越也是不可能的,这样的环路带宽得高到天上去啊。哈哈。
基于这种情况,就必须抛弃2P2Z补偿,使用3P3Z补偿。
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