新能源汽車：車載DCDC應(yīng)用方案

方案基于 PPEC32F334RBT7 多拓?fù)渫ㄓ眯?ARM 芯片，采用 Buck + LLC 拓?fù)浼壜?lián)結(jié)構(gòu)，支持開環(huán)、恒壓、恒流工作模式，具備軟啟動、預(yù)充電電路控制、故障保護(hù)和自恢復(fù)、采樣校正等功能。

Buck 拓?fù)淇蛇m應(yīng)廣泛的電壓范圍，LLC 諧振變換器拓?fù)渚哂懈咝屎蛙涢_關(guān)特性，兩者級聯(lián)結(jié)構(gòu)可用于寬泛的電壓范圍、高轉(zhuǎn)換效率、輸入輸出電氣隔離和高功率密度的電源開發(fā)，特別適用于車載 DCDC 轉(zhuǎn)換器電源。

一、PPEC 車載 DC/DC 轉(zhuǎn)換器

1、方案特點(diǎn)

▍快速交付：繼承 PPEC 控制芯片免代碼開發(fā)優(yōu)勢，短周期快速交付。

▍高轉(zhuǎn)換效率：滿載工作效率不低于 96%。

▍體積小：輕量化設(shè)計(jì)，便于安裝和布局。

▍寬范圍輸入：具備寬廣的電壓輸入適應(yīng)性，能在不同電源環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。

▍高穩(wěn)定性：屏蔽抗干擾能力強(qiáng)，可長時(shí)間 110% 過載運(yùn)行。

▍高可靠性：全數(shù)字控制，支持 CAN 通信。

▍保護(hù)功能完善：具備全面的保護(hù)機(jī)制和故障自恢復(fù)功能。

2、規(guī)格參數(shù)

3、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及功能

支持功能：

? 預(yù)充電電路控制，緩解上電沖擊。

? 拓?fù)淇刂扑惴ǚ€(wěn)定，靈活可配置。

? 故障保護(hù)閾值、自恢復(fù)功能可配置。

? 開環(huán)、恒壓、恒流多種工作模式。

? 可配置軟啟動，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

? 采樣校正功能簡單易用。

二、核心功能

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ：前級 Buck 拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)降壓轉(zhuǎn)換，可滿足寬范圍的電壓輸入；后級 LLC 拓?fù)涓哳l高效傳輸能量，降低損耗、提升效率和功率密度、減小體積，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電氣隔離。

控制功能：控制電路負(fù)責(zé) PWM 控制，調(diào)節(jié)占空比、頻率等參數(shù)控制輸出，還具備軟啟動功能，防止啟動沖擊。

保護(hù)功能：具備多重保護(hù)機(jī)制，實(shí)時(shí)監(jiān)測電源狀態(tài)，確保電源可靠運(yùn)行。

三、軟件方案

1、控制策略

系統(tǒng)對前級 Buck 變換器采用閉環(huán)控制策略進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，對后級 LLC 諧振變換器采用開環(huán)控制，確保系統(tǒng)在諧振狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。

系統(tǒng)控制方式如圖所示：

▍控制方案優(yōu)勢：電壓增益范圍寬泛，簡化控制流程及 LLC 設(shè)計(jì)，系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)。

2、系統(tǒng)流程

軟件包含“預(yù)充電”、“停止/就緒”、“軟起動”、“運(yùn)行”、“故障”以及“自恢復(fù)”幾種狀態(tài)，具體狀態(tài)流程如圖。

? 裝置上電后將進(jìn)入“預(yù)充電”狀態(tài)，預(yù)充電電路與控制過程。預(yù)充電完成后，等待指令。

? 在收到“運(yùn)行”指令后進(jìn)入“軟啟動”狀態(tài)。過程中需要進(jìn)行故障判斷。在“運(yùn)行”狀態(tài)時(shí)，仍需進(jìn)行故障判斷。

? 收到“停止”指令后裝置將回到等待指令狀態(tài)。

? 裝置進(jìn)入“故障”狀態(tài)后將停止 PWM 輸出。若需要進(jìn)行自恢復(fù)，則進(jìn)入自恢復(fù)流程，否則保持“故障”狀態(tài)。

系統(tǒng)時(shí)序如圖所示：

主控芯片：PPEC32F334RBT7

PPEC32F334RBT7 圖形化編程數(shù)字電源專用 ARM Cortex-M4 MCU，以全面圖形化零代碼編程為電源開發(fā)賦能，有效解決了傳統(tǒng)電源開發(fā)中代碼復(fù)雜、調(diào)試周期長、技術(shù)門檻高等痛點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于 AC/DC、DC/DC、DC/AC 類型的數(shù)字電源。

芯片基于 120MHz 主頻 Cortex-M4 內(nèi)核，集成高精度 PWM、多協(xié)議通信接口等豐富資源，兼容主流 ARM 芯片引腳布局。配套自研 PPEC Workbench 免代碼開發(fā)平臺，支持可視化芯片配置與圖形化邏輯編程，內(nèi)置豐富的功能模塊組件及各種拓?fù)涔こ棠０澹脩艏瓤煽焖僬{(diào)用預(yù)設(shè)方案，亦可自定義功能參數(shù)。