ZHCU750A November   2020  – December 2025

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 锂离子电芯化成设备
    2. 1.2 主要系统规格
  8. 2系统概览
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 系统设计原理
      1. 2.2.1 反馈控制器
      2. 2.2.2 直流/直流转换器启动
      3. 2.2.3 高分辨率 PWM 生成
      4. 2.2.4 输出电感器和电容器选型
      5. 2.2.5 电流和电压反馈
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 TMS320F28P650DK
      2. 2.3.2 ADS9324
      3. 2.3.3 INA630
      4. 2.3.4 UCC27284
      5. 2.3.5 REF50E
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
    2. 3.2 软件
      1. 3.2.1 在 Code Composer Studio 中打开工程
      2. 3.2.2 工程结构
      3. 3.2.3 软件流程图
    3. 3.3 测试设置
      1. 3.3.1 用于测试双向功率流的硬件设置
      2. 3.3.2 用于对电流和电压环路进行调优的硬件设置
      3. 3.3.3 用于电流和电压校准的硬件设置
      4. 3.3.4 实验变量定义
      5. 3.3.5 测试程序
        1. 3.3.5.1 实验 1.开环电流控制 - 单相
          1. 3.3.5.1.1 设置实验 1 的软件选项
          2. 3.3.5.1.2 生成和加载工程以及设置调试环境
          3. 3.3.5.1.3 运行代码
        2. 3.3.5.2 实验 2.闭环电流控制单通道
          1. 3.3.5.2.1 设置实验 2 的软件选项
          2. 3.3.5.2.2 生成和加载工程以及设置调试环境
          3. 3.3.5.2.3 运行代码
        3. 3.3.5.3 实验 3.开环电压控制 - 单通道
          1. 3.3.5.3.1 设置实验 3 的软件选项
          2. 3.3.5.3.2 生成和加载工程以及设置调试环境
          3. 3.3.5.3.3 运行代码
        4. 3.3.5.4 实验 4.闭环电流和电压控制 - 单通道
          1. 3.3.5.4.1 设置实验 4 的软件选项
          2. 3.3.5.4.2 生成和加载工程以及设置调试环境
          3. 3.3.5.4.3 运行代码
        5. 3.3.5.5 实验 5.闭环电流和电压控制 - 四通道
          1. 3.3.5.5.1 设置实验 5 的软件选项
          2. 3.3.5.5.2 生成和加载工程以及设置调试环境
          3. 3.3.5.5.3 运行代码
        6. 3.3.5.6 校准
    4. 3.4 测试结果
      1. 3.4.1 电流负载调整率
      2. 3.4.2 电压负载调整率
      3. 3.4.3 电流线性测试
      4. 3.4.4 电压环路线性测试
      5. 3.4.5 双向电流开关时间
      6. 3.4.6 电流阶跃响应
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5作者简介
  12. 6修订历史记录

2.2.4 输出电感器和电容器选型

输出电容器的值和电容器的 ESR 决定了输出电压纹波和负载瞬态性能。该电容器旨在实现出色的输出电压纹波和负载瞬态性能。

方程式 8 计算降压电流的占空比。

方程式 1. D=VOUTmaxVINmin×Efficiency=6 V12 V×90%=55.5%

电感器纹波电流通常定义在输出电流的 0.2 至 0.3 倍之间。由于控制环路需要快速响应，可以按较小的值来选择电感器。因此选择 0.2 作为纹波电流系数。在计算一些裕度时使用了 12A 的满量程，因此电感器纹波电流估计为
2.4A。

当 Toff 达到方程式 2中所示的最大值时，降压转换器中连续导通模式 (CCM) 的最坏情况就会发生。

方程式 2. ∆IL=VOUTmax×(1-D)fS×L

求解该公式，电感值需要高于 4.45μH。电感器的电感值越小，具有的饱和电流越大。该设计选择了 4.7μH 电感器。方程式 3 计算实际电感器电流。

方程式 3. ∆IL=6 V×(1-0.555)250 kHz×4.7 μH≅2.27 A

方程式 4 计算在不考虑 ESR 的情况下的输出电容。

方程式 4. Cout=ΔIL8×fsw×∆VOut_Ripple

输出电压纹波目标为最大输出电压的 0.1%，即 6mV。插入方程式 4，然后计算得出输出电容为 192μF。在该设计中，并联放置了四个 47μF 和两个 1μF 陶瓷电容器以匹配该电容。

输出电容器的 ESR 要求对于确定总输出电压纹波也至关重要。ESR 越高，会导致整体输出电压纹波越高。要计算 ESR 要求，请使用以下公式计算仅由电容器和仅由 ESR 引起的电压纹波：

方程式 5. Vo_pp =(ΔIL8×Cout×fsw)2+(ΔIL×RESR)2
方程式 6. 6 mV=(2.4 A8×190 μF×250 kHz)2+(2.4 A×Resr)2

求解得出 Resr ≅ 0.5mΩ。该值可通过并联陶瓷电容器实现；每个电容器在 250kHz 开关频率下具有约 1.5mΩ 的 ESR。并联电容器可以将总 ESR 降低到 1mΩ 以下。