方案概述
基于GD32F303的高频DC/DC变换器解决方案
车载充电器(OBC)是电动汽车和混合动力汽车的重要组成部分(HEV),通常由一个AC/DC(功率因数校正电路)和一个隔离式DC/DC转换器组成。随着电池容量增加带来的车内空间和散热需求,对OBC提出了更高的功率密度和转换效率要求。宽带隙(WBG)功率器件的技术发展和应用,例如碳化硅(SiC)器件和氮化镓(GaN)器件,因其更高的开关速度、更低的开关损耗以及更低的导通电阻温度依赖性,在很多场合已经成为传统硅(Si)器件的优越替代品。
兆易创新推出基于GD32 MCU的多款CLLC(电容-电感-变压器-电感-电容)电路拓扑,具有对称谐振腔和软开关特性以及更高频率工作的能力,是实现OBC高效、高功率密度的良好选择。
方案优势及软件系统框架
方案优势
采用GD32F303RCT6微控制器:得益于PWM定时与ADC采样的高精度,使得CLLC将设计频率提高到500kHz在数字控制的可实现性上,变成了可能,从而为整机系统的高功率密度和高效率综合优化提供了控制保障
GD32F303精准的PWM边沿控制:采用无传感器的同步整流控制技术,可进一步减少整机的硬件成本。独有专利支撑的平面磁集成优化方案:有效提升了整机系统效率,同时磁性元件采用PCB绕组减少了人工绕制变压器的人力成本。
软件系统框架
2个PWM高分辨率PWM中断,最大定时频率600kHz。要求具有精准的对上升沿和下降沿的控制。
8路12位ADC采样,分别用于采样输入电压、输入电流、原边谐振电流、输出电压、输出电流、副边谐振电流,原边谐振电容电压、副边谐振电容电压。
2个普通定时器TIMER,用于控制逻辑定时。
CAN总线通信用于系统状态监测。
系统软硬件配合框图
系统关键参数规格