ZHCU677C June   2019  – July 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 重点产品
      1. 2.2.1  UCC21530
      2. 2.2.2  AMC1311
      3. 2.2.3  AMC3302
      4. 2.2.4  AMC3306M05
      5. 2.2.5  LM76003
      6. 2.2.6  LMZ31707
      7. 2.2.7  OPA320
      8. 2.2.8  ISO7721
      9. 2.2.9  SN6501
      10. 2.2.10 SN6505B
      11. 2.2.11 TMP235
      12. 2.2.12 LMT87
      13. 2.2.13 TL431
      14. 2.2.14 LMV762
      15. 2.2.15 TMS320F280049 C2000 MCU
      16. 2.2.16 TMDSCNCD280049C
    3. 2.3 系统设计原理
      1. 2.3.1 具有电源系统的双有源电桥模拟
      2. 2.3.2 双有源电桥 - 开关序列
      3. 2.3.3 双有源电桥 - 零电压开关 (ZVS)
      4. 2.3.4 双有源电桥 - 设计注意事项
        1. 2.3.4.1 漏电感器
        2. 2.3.4.2 电感对电流的影响
        3. 2.3.4.3 移相
        4. 2.3.4.4 电容器选型
        5. 2.3.4.5 软开关范围
        6. 2.3.4.6 开关频率
        7. 2.3.4.7 变压器选型
        8. 2.3.4.8 SiC MOSFET 选型
      5. 2.3.5 损耗分析
        1. 2.3.5.1 设计方程式
        2. 2.3.5.2 SiC MOSFET 和二极管损耗
        3. 2.3.5.3 变压器损耗
        4. 2.3.5.4 电感器损耗
        5. 2.3.5.5 栅极驱动器损耗
        6. 2.3.5.6 效率
        7. 2.3.5.7 散热注意事项
  8. 3电路说明
    1. 3.1 功率级
    2. 3.2 直流电压检测
      1. 3.2.1 初级侧直流电压检测
      2. 3.2.2 次级侧直流电压检测
    3. 3.3 电流检测
    4. 3.4 功率结构
      1. 3.4.1 辅助电源
      2. 3.4.2 检测电路的隔离式电源
    5. 3.5 栅极驱动器
      1. 3.5.1 栅极驱动器电路
      2. 3.5.2 栅极驱动器偏置电源
      3. 3.5.3 栅极驱动器分立式电路 - 短路检测和两级关断
  9. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 所需的硬件和软件
      1. 4.1.1 硬件
      2. 4.1.2 软件
        1. 4.1.2.1 软件入门
        2. 4.1.2.2 引脚配置
        3. 4.1.2.3 PWM 配置
        4. 4.1.2.4 高分辨率相移配置
        5. 4.1.2.5 ADC 配置
        6. 4.1.2.6 ISR 结构
    2. 4.2 测试设置
    3. 4.3 PowerSUITE GUI
    4. 4.4 实验
      1. 4.4.1 实验 1
      2. 4.4.2 实验 2
      3. 4.4.3 实验 3
      4. 4.4.4 实验 4
      5. 4.4.5 实验 5
    5. 4.5 测试结果
      1. 4.5.1 开环性能
      2. 4.5.2 闭环性能
  10. 5设计文件
    1. 5.1 原理图
    2. 5.2 物料清单
    3. 5.3 PCB 布局建议
      1. 5.3.1 布局图
    4. 5.4 Altium 项目
    5. 5.5 Gerber 文件
    6. 5.6 装配图
  11. 6相关文档
    1. 6.1 商标
  12. 7术语
  13. 8作者简介
  14. 9修订历史记录

4.4.3 实验 3

在实验 3 的构建中，电路板以次级电压闭环 (DAB_vSecSensed_Volts) 方式进行激励。

此实验运行电压模式比较器，从 SFRA 获取装置的开环传递函数，并在补偿器设计工具中为装置设计补偿器。

启动补偿设计器，提示选择有效的 SFRA 数据文件。将实验 2 中运行的 SFRA 数据导入补偿设计器来设计 2P2Zcompensator。在此迭代设计过程中保持更大的裕度，以确保环路闭合时，系统是稳定的。在软件中对下述系数值进行硬编码。补偿设计器 GUI 提供了有关环路稳定性、增益裕度、相位裕度和环路带宽的信息。可以在补偿设计器 GUI 中修改系数。

#define DAB_GV_2P2Z_A1 ((float32_t) -1.8756666)
#define DAB_GV_2P2Z_A2 (float32_t) 0.8756666
#define DAB_GV_2P2Z_B0 (float32_t) 3.0092688
#define DAB_GV_2P2Z_B1 ((float32_t) -5.8788593)
#define DAB_GV_2P2Z_B2 (float32_t) 2.8696427
  • 用于实验 3（闭环电压环路 - Vsec）的测试设置

    通过从 PowerSUITE GUI 的“Project Options”（项目选项）下拉菜单中选择 实验 3: Closed Loop Voltage with Resistive Load（具有电阻负载的闭环电压），对工程进行编译。确保按照工作条件设置电流和电压限制。

    #if DAB_LAB == 3
#define DAB_CONTROL_RUNNING_ON C28X_CORE
#define DAB_POWER_FLOW DAB_POWER_FLOW_PRIM_SEC
#define DAB_INCR_BUILD DAB_CLOSED_LOOP_BUILD
#define DAB_TEST_SETUP DAB_TEST_SETUP_RES_LOAD
#define DAB_PROTECTION DAB_PROTECTION_ENABLED
#define DAB_CONTROL_MODE DAB_VOLTAGE_MODE
#define DAB_SFRA_TYPE 2
#define DAB_SFRA_AMPLITUDE (float32_t)DAB_SFRA_INJECTION_AMPLITUDE_LEVEL2
#endif

    使用以下步骤来运行电压闭环：

    1. 通过点击 CCS 中的绿色运行按钮，运行工程
    2. 通过在脚本控制台中加载 javascript“setupdebugenv_lab3.js”，在观察窗口中填充所需的变量。
      GUID-20210818-SS0I-FCL1-45G6-XLHXHDHH5BKV-low.png图 4-34 实验 3 观察视图配置
    3. 通过将“1”写入 DAB_clearTrip 变量，启用 PWM
    4. 在观察视图中，检查 DAB_vPrimSensed_Volts、DAB_iPrimSensed_Amps、DAB_vSecSensed_Volts 和 DAB_iSecSensed_Amps 变量是否定期更新
      GUID-20210818-SS0I-TJ8Q-ZBPM-RVZ5Z0XZ5JWC-low.png图 4-35 实验 3 观察视图 - 启用闭环
    5. 通过写入 DAB_vSecRef_Volts，设置输出电压（本例中为 200V Vdc）
    6. 通过将“1”写入 DAB_closeGvLoop 变量，启用闭环操作。控制器会根据工作条件自动将相移从默认值 0.032 调节至 0.04178，从而生成与 DAB_vSecRef_Volts 匹配的次级输出电压。
      注： 在该软件中，作为安全预防措施，最大相移限制为 0.065。调节初级电压，使其保持在相移限制内并仍能生成所需的次级电压。此外，可以在代码中将允许的最大相移修改为 0.15。
    7. 缓慢地增加 VPRIM 直流输入电压并相应地调节 DAB_vSecRef_Volts，以达到所需的工作点
    8. 通过将 DAB_vSecRef_Volts 从 400V 改变为 500V以测试闭环操作。观察到 DAB_vSecSensed_Volts 会跟踪此命令参考。
  • 闭环电压的频率响应
    1. 通过点击 SFRA 图标，运行 SFRA。SFRA GUI 随即打开。
    2. 在 SFRA GUI 上选择用于器件的选项；例如，对于 F280049，请选择浮点。点击 Setup Connection （设置连接）按钮。在弹出窗口中，取消选中“boot-on-connect”（启动连接）选项，然后选择合适的 COM 端口。选择 OK 按钮。返回到 SFRA GUI，然后点击 Connect （连接）按钮。
    3. SFRA GUI 将连接到器件中。现在可以通过点击 Start Sweep （启动扫描）按钮启动 SFRA 扫描。完成完整的 SFRA 扫描需要几分钟的时间。监控 SFRA GUI 上进度条中的活动或检查控制卡背面上的蓝色 LED 的闪烁情况以指示 UART 活动。

      图 4-36 中的波特图是使用 DF22 补偿器采集的。

      GUID-20210818-SS0I-DDSC-FDXV-LQ0ZGR5VN4KW-low.png
      测试条件：VIN = 600V，IIN = 4.78A，VOUT = 425V，SFRA 振幅 = 0.002
      图 4-36 实验 3 用于闭环电压环路的 SFRA 开环图