N76E003直控450W反激智能充电机开发定型完成

只看该作者 · 2018-6-20 17:13

本帖最后由 tianxj01 于 2018-6-20 17:19 编辑

本来，我们厂生产的所有智能单片机，核心控制芯片用的全部都是STM8F003，谁知道这货去年下半年一路疯涨，最高到了3.5一片，超过STM32基础型芯片价格了，太变态，虽然产品都已经定型，没办法只能换。经过比较，选择了新唐的N76E003，除了在线编程从4个口编程5个口，并且有更高的ESD。没办法，对应的PCB也要进行更改。其他的就完全不需要更改。只是必须从已经熟悉的STM8核心转换到51，并对核心驱动全部进行更新。
花了近3个月，所有型号核心控制板全部更新完成，由于更改了部分核心驱动方法，测试发现整体表现完全可行，部分指标还好过原先采用STM8的核心控制板。
开春本来准备用STM8来开发的低功率（500W以下）反激款，现在也彻底抛弃STM8。改用N76E003直接开发。

这是完成后样品板：

空载软启动波形

可见，启动非常平滑，完全无过冲。

带载软启动波形

软启动线性度还是非常漂亮，完全无过冲

VDS间100Hz纹波波形

纹波非常接近纯阻性等效负载，纹波无畸变

VDS波形

这个就不说什么了，非常典型且理想的的反激波形，主频55KHz，反射电压约130V，剩余尖峰50-70V且不随负载改变。

完成的成品，实测效率在180V-250V 输出50%-100%功率时候为87-89%，输出短路、整流管击穿等全保护。
新款450W+智能充电机开发成功，采用的是N76E003直控，注意这里PWM不是常见的3842热边驱动的间接控制，而是N76E003直接控制主开关管PWM驱动，N76E003还担负着繁重的PID运算，5LED电量显示和稳定补偿功能。由于ADC是12位的，完全省去了电流控制部分的放大器，同时也没有了用低成本运放的失调和零飘等造成的电流数据误差。性能表现非常出色，不愧为一款性价比非常出色的国产单片机。
目前这款货已经批量出货。

1万 · 2018-6-20 17:31

哈哈，顶新唐！！

只看该作者 · 2018-6-20 23:34

明智之举啊，等你用一段，会发现远远好于STM8

1万 · 2018-6-20 23:50

电源产品？厉害了。

只看该作者 · 2018-6-21 17:49

帅到掉渣。看来低成本高效益你做到了。

只看该作者 · 2018-6-22 17:31

只看该作者 · 2018-6-22 17:32

楼主厉害了

只看该作者 · 2018-6-23 10:13

厉害了

1万 · 2018-6-24 00:06

这个做的给力了，我以为需要arm呢，没想到51你就搞定了

只看该作者 · 2018-6-24 08:24

zhuomuniao110 发表于 2018-6-24 00:06
这个做的给力了，我以为需要arm呢，没想到51你就搞定了

这里面，可能大多数人都认为，PID，浮点运算，量太大了，哪怕1T51都不可能负担，这里面就分2方面
对于那种PID低频率运算要求，比如温度控制，水槽控制什么的，面对对象有大积分能力的系统，哪怕直接套用浮点PID都完全没有问题。
对于电源类应用，那可是PID越快频率越高越好，这时候，就必须对PID进行优化，特别是这种电压电流双环的充电器，对PID的要求至少又提高了一倍。这就必须对PID进行优化，控制变量的位长，尽量用定点运算代替浮点运算，编写优化的乘法汇编代码。

只看该作者 · 2018-6-25 08:24

电动车充电器吗？

只看该作者 · 2018-6-25 09:57

wahahaheihei 发表于 2018-6-25 08:24
电动车充电器吗？

是的，属于中大功率一类的电动车充电器，充60V 38AH-50AH电池的。带温度补偿，带充满自动断电，带5灯电量显示。

只看该作者 · 2018-8-14 15:09

厉害了楼主

只看该作者 · 2018-8-31 21:06

楼主的直接驱动PWM频率55K,对于16MFsys来说PWM的分辨率是1/291.这个用于电压控制是否"台阶"太大了呢?
对于12位的测量精度,是否PID一直工作在振荡状态?

只看该作者 · 2018-9-1 08:52

ztb 发表于 2018-8-31 21:06
楼主的直接驱动PWM频率55K,对于16MFsys来说PWM的分辨率是1/291.这个用于电压控制是否"台阶"太大了呢?
对于1 ...

PWM系统分辨率和输出电压控制分辨率完全是2个概念，和检测ADC更是风马牛不相及。
只是我们在输出的PWM部分，看见的是成簇变化（该簇之间就是PWM分辨率），而不像模拟调整是完全连续线性变化而已。
一个PID系统震荡是完全不能接受的，但是根据输出，会产生合理的抖动就是正常的了，你可以这样理解，一个PWM是110，另外3个是111，他们就组成了PWM 110.75，你算算分辨率提高了多少？而当你的PID足够快，这个抖动，属于高频，因此，除了本来就存在的高频纹波，我们是可以理解为输出没有波动。

只看该作者 · 2018-9-1 09:34

首先谢谢楼主的回复，是我多虑了。作为充电器应用的确对纹波不敏感，大电池本身就
近似一个大电容可以摊平输出抖动这就没有问题了。

其次并不完全同意楼主的观点：
“PWM系统分辨率和输出电压控制分辨率完全是2个概念，和检测ADC更是风马牛不相及。”

这个结论有点武断，如果你的低分辨率PWM应用是在一个低速系统例如温度控制我是不会
提出异议的。大量继电器控制电炉仍然可以把温度误差控制到千分之一以下。所有貌似
“风马牛不相及” 注意是貌似！其实输出分辨率作为控制系统环路内的重要一环怎么能说是
“风马牛不相及”呢？见过楼主的水平，剩下的我就不必多说了吧。

只看该作者 · 2018-9-1 09:55

ztb 发表于 2018-9-1 09:34
首先谢谢楼主的回复，是我多虑了。作为充电器应用的确对纹波不敏感，大电池本身就
近似一个大电容可以摊平 ...

检测ADC，只规定了输出可能达到的分辨率，比如以内部最大数据为100V计算，那么8位分辨率，其输出可控分辨率只能是100/256=0.4V（不采用特别手段）。也就是如果我做的一个线路，实际输出是60V，它可能得到的精度也就是60±0.4V。
而控制端PWM精度，我们就以分辨率为1来说事情，也就是只有0和1，如果输出有足够大的积分，很明显，做到的控制分辨率只取决于积分长度和单位驱动时间值的比，和输出检测ADC完全无关对吧。这就是我说的他们是风马牛不相及的物理意义。
当然，实际上我们必须综合考虑输出积分能力的成本代价和系统响应时间，因此，合理的控制分辨率还是必须考虑的，但1/128 和1/1024 他们的区别其实很不大，只有当分母很小的时候，才比较敏感。