基于ST STNRG388A 數(shù)位功率因數(shù)控制器的1 KW車載充電方案

EVLSTRNG-1KW板用于評(píng)估離線電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用中的STNRG388A數(shù)位控制器，例如EV電池充電器，UPS和工業(yè)電源。該架構(gòu)基于使用半橋SAB (“Single Active Bridge”)單有源橋拓?fù)涞亩嘞嘟诲e(cuò)式DC / DC轉(zhuǎn)換器，可支持超過1000 W的功率。

交錯(cuò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過3個(gè)并行級(jí)來平衡功率。 此外，該解決方案通過根據(jù)負(fù)載啟用一，二或三級(jí)來在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)提供高效率。STNRG388A功率轉(zhuǎn)換專用外設(shè)狀態(tài)機(jī)事件驅(qū)動(dòng)(State Machine Event Driven，SMED)提供了驅(qū)動(dòng)交錯(cuò)功率級(jí)的靈活性，同時(shí)確保了在啟動(dòng)和停止每個(gè)級(jí)時(shí)正確的相位重新對(duì)準(zhǔn)。借助STNRG388A的數(shù)位內(nèi)核，還可以通過方便的超級(jí)終端控制來監(jiān)視，控制和調(diào)試EVLSTRNG-1KW板。

電路板由兩部分組成：

1.基于Viper06H高壓開關(guān)的3 W反激式拓?fù)漭o助電源。用于離線應(yīng)用程序。 該輔助轉(zhuǎn)換器為初級(jí)側(cè)提供15 V / 0.1 A，為驅(qū)動(dòng)器和控制邏輯供電，并在次級(jí)側(cè)提供±7.5 V / 0.1 A的電源模擬反饋補(bǔ)償。

2.主轉(zhuǎn)換器由三個(gè)半橋SAB(Single Active Bridge)轉(zhuǎn)換器組成，由它們控制STNRG388A數(shù)位控制器，可通過更改開關(guān)頻率以及開關(guān)象位來管理輸出功率。L6391驅(qū)動(dòng)主轉(zhuǎn)換器的分別的MOSFET。 該專用附屬驅(qū)動(dòng)程序還集成了智能關(guān)機(jī)功能和內(nèi)部模擬比較器可快速觸發(fā)幾種保護(hù)功能。精確的參考電壓可降低輔助電源電壓，從而為STNRG388A提供30 mA 在3.3 V。

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?方案方塊圖

?應(yīng)用架構(gòu)

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

可幫助設(shè)計(jì)人員最大限度提升數(shù)字功率轉(zhuǎn)換技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，包括全負(fù)載狀態(tài)下的高能效表現(xiàn)、更高的安全性、豐富的診斷功能! 意法半導(dǎo)體獨(dú)有的狀態(tài)機(jī)事件驅(qū)動(dòng)(SMED, State Machine Event Driven)的高分辨率脈寬調(diào)制(PWM, Pulse-width Modulation)信號(hào)發(fā)生器,與普通的數(shù)位訊號(hào)處理器或基于微控制器的數(shù)控解決方案不同，STNRG可由內(nèi)部定時(shí)器或外部事件直接觸發(fā)SMED控制器，例如峰值電流、過量電流或電壓過零，由一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器檢測(cè)峰值電流，并通過定時(shí)器設(shè)置恒定關(guān)斷時(shí)間，無需介入其他內(nèi)核處理器。此外，一個(gè)由內(nèi)核執(zhí)行的簡(jiǎn)單比例積分(P-I, proportional-integral)循環(huán)，即可為輸出調(diào)節(jié)電路設(shè)置峰流值。

?方案規(guī)格

?輸入電壓范圍：350-420 Vdc

?滿載功率：1000 W

?CC / CV輸出調(diào)節(jié)

?輸出電壓調(diào)節(jié)率：133 V±2.5％

?輸出電流調(diào)節(jié)率：7.5 A±5％

?不具有突發(fā)模式的每相最小輸出電流：1A

?每相的最大輸出電流：2.5 A

?交錯(cuò)Interleaving架構(gòu)

?空載待機(jī)功耗：425 mW

?效率：從1％到滿載，超過90％

?峰值效率：滿載時(shí)為96.5％

?安全性：符合EN60950

?電源板尺寸：20.7x16.5 mm，距PCB的最大組件高度為50 mm

?控制板尺寸：6.9x5毫米，垂直安裝

?電源板PCB：雙層，35μm，混合PTH / SMT

?控制板PCB：雙層，35μm，混合PTH / SMT

?可通過UART I / F配置的系統(tǒng)

?狀態(tài)LED用于保護(hù)功能和活動(dòng)階段