效率為本丨極海APM32F407通信電源方案

通信系統(tǒng)日趨復雜，各種不斷擴展、多樣性的負載供電需求也在不斷增多。作為通信系統(tǒng)的心臟，通信電源是其必不可少的重要組成部分。為避免通信電路中斷、通信系統(tǒng)癱瘓等故障，通信電源須具備穩(wěn)定、小型、高效、可靠等特點。
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在技術(shù)升級與應用范圍拓展的推動下，通信電源正在通過智能化方式管理負載與效率的關(guān)系，對通信系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控，實現(xiàn)了更多的適用性與靈活性，并確保長期穩(wěn)定運行。
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極海APM32F407通信電源方案以穩(wěn)定性為前提，更確保方案整體的快速性、準確性與平穩(wěn)性，單顆MCU即可對PFC單元和全橋LLC單元進行全面數(shù)字控制，實現(xiàn)整個負載范圍的零電壓開關(guān)，提高效率和可靠性。
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該方案主控采用極海APM32F407高性能MCU，是一種數(shù)字控制的緊湊型隔離式AC/DC電源設(shè)計，包括兩個主要功率單元：前端的升壓型功率因數(shù)校正單元PFC，及后端的諧振 LLC 全橋隔離式DC/DC變換器單元，可在所有運行模式下生成適用于電源電子開關(guān)器件的 PWM 波形、變占空比、變開關(guān)頻率、相移控制等。
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APM32F407通信電源方案實現(xiàn)框圖

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APM32F407通信電源方案工作過程如下：

APM32F407的ADC模塊獲取PFC單元的交流AC輸入電壓Vac-LN、電流Ig跟母線電壓Vdc電流OCP的數(shù)字信號，并通過隔離采樣獲取LLC級的輸出電壓Vout電流、Iout數(shù)字信號。
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上述數(shù)字信號在APM32F407內(nèi)核強大浮點運算能力的支持下，實現(xiàn)單采樣周期內(nèi)PFC單元和LLC單元的環(huán)路計算、邏輯控制功能。
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環(huán)路計算結(jié)果通過APM32F407的高級定時器模塊輸出PFC單元的定開關(guān)頻率變占空比PWM波形，以及LLC單元的定占空比變開關(guān)頻率的PWM波形，最終實現(xiàn)PFC單元的功率因數(shù)提升、升壓功能以及LLC單元穩(wěn)定輸出電壓和響應負載瞬態(tài)變化的功能。
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APM32F407通信電源方案優(yōu)勢：

■32位Arm? Cortex?-M4F 內(nèi)核，最高主頻168MHz，支持PFC及LLC的環(huán)路控制；
■ 內(nèi)置 3 個12位ADC，每個 ADC 最多有16個外部通道，支持 DMA，可以滿足PFC+LLC通訊電源3通道電壓跟3通道電流采集需求；
■ 2 個可以提供 7 通道 PWM 輸出的 16位高級定時器 TMR1、TMR8，支持死區(qū)生成和剎車輸入等功能，滿足通訊電源PFC單元跟LLC單元5個開關(guān)器件的控制需求，并且剎車輸入可在緊急情況快速停機保護器件免受損壞；
■ 4 個 USART、2 個 UART通信接口，可滿足電源及上層系統(tǒng)的交互需求；
■ Flash容量最高為1MB，SRAM容量最高為192KB+4KB，滿足程序存儲和運算要求，并且有冗余便于程序擴展；
■?內(nèi)置備份寄存器，可靈活保存控制參數(shù)，無需外部EEPROM；
■ 支持交流電壓AC90V~AC264V，頻率50/60Hz，全電網(wǎng)兼容。
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極海APM32F407通信電源方案支持整流輸入電壓電流、RMS輸入電壓電流、母線電壓電源及輸出電壓電流的實時監(jiān)控和快速保護，非常適合應用于商用網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器、工業(yè)AC/DC電源、新能源、儲能等場景。
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