epc9151 power bidirectional acmc
1.0.1
雙向2相同步降壓/升壓轉換器
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此代碼示例演示了DSPIC33CK的閉環平均電流模式控制實現。它是針對EPC9151 Rev1.0 1/16磚轉換器的專門開發的。
董事會支持逐步進行和升級操作。在降低模式下，轉換方向從48 V到12 V時，在升級模式下，轉換方向從12 V到48V。如果沒有其他陳述，則48 V端被稱為“輸入”，而12 V側在本文檔中命名為“輸出”。
當將電源施加到板上時，板自動啟動電源轉換器，從而提供了調節的輸出電壓。啟動過程由電源控制器狀態計算機控制和執行，其中包括一個可配置的啟動過程，具有電源延遲，升高期和良好的延遲，然後才能進入恆定調節模式。如果輸入電壓不在定義的範圍（UVLO/OVLO）之外，或者如果輸出電壓超過0.5 v，則額外的故障處理程序連續監視傳入的ADC數據和外圍狀態位，並關閉電源，如果輸出電壓超過0.5 v，則可以使用10毫秒以上。
MUTLI-LOOP II型（2P2Z）平均模式控制器用於平衡該交錯轉換器的兩個階段的相位電流。 （請參閱下面的詳細信息）
特色微芯片技術產品：
特色有效的功率轉換（EPC）產品：
當插入EPC9531測試固定裝置時，最好將EPC9151 1/16th Brick Power模塊進行測試。該測試固定裝置還提供了所有必需的接口來編程和調試DSPIC33CK32MP102 DSC，以及測試點和香蕉插孔連接器，以便在台式測試中易於安全處理。 EPC9531 QSG提供了詳細的操作程序指令。
董事會編程並準備在解開包裝時使用。除非需要修改標稱輸出電壓或啟動時機之類的功能或設置，否則不需要重新編程目標設備才能操作板。
如果需要更改基於固件的功能，則可以使用RJ-11編程接口上可用的電路內串行編程端口（ICSP）以及EPC9531測試固定裝置提供的5PIN標頭。這些接口支持Microchip的所有電路程序員/調試器，例如Mplab®ICD4，Mplab®RealIce或Mplab®Pickit4和以前的衍生產品。有關詳細信息，請參見EPC9531快速入門指南。
當在輸出端子上應用超過8.5 V DC時，轉換器將自動啟動。在EPC9531測試固定裝置的輸入端子上的18 V。不建議在輸入或輸出時執行不正確的解耦電容的情況下操作EPC9151參考設計。 EPC9531測試固定裝置為轉換器提供了最佳的測試環境。請閱讀EPC9531快速啟動指南，以獲取有關此參考設計的設置和操作要求的詳細信息。
狀態機按時間順序進行以下步驟：
a）初始化
在此步驟中，控制循環參數已重置為默認值，PWM輸出被關閉，但PWM仍在運行，不斷觸發ADC以保持採樣輸入和輸出電壓以及板溫度。
b）重置這是“倒下”狀態，一旦成功啟動後，降壓轉換器將重新啟動，並且由於故障狀態而被關閉（例如輸入/超過電壓或過度溫度條件）
c）重置後備用狀態，狀態機等待清除所有故障標誌，並啟用並設置鑽頭。
d）電源延遲（POD）一旦清除了降壓轉換器，狀態機將執行啟動過程，從延遲開始的功率開始。這只是一個簡單的延遲，在此過程中，轉換器將保持不活躍，但是故障處理程序將觀察到ADC為發生故障條件產生的值。
e）將測量電動機延遲到期，輸入和輸出電壓後的發射電壓坡道。如果轉換器輸出是預偏偏（電壓= non-Zero），則功率控制器將被“預付費”，並具有人工控制歷史記錄和PWM輸出，以輕輕地從其最新級別上輕輕升高輸出電壓。
f）現在啟用了數字反饋迴路和PWM的電壓升高，並且在狀態機的每次執行時（100 µSEC間隔），閉環系統參考值會增加。對控制迴路已被調整為以> 10 kHz匹配的交叉頻率匹配的最大擾動頻率以保持控制系統穩定。
g）電源良好的延遲在參考電壓已增加到預定義的名義級別，狀態機將切換到功率良好的延遲期。這是另一個簡單的延遲，其中控制循環處於穩態等待延遲期過期。
h）在電源良好的延遲到期後，在線上，轉換器將降至標稱操作。在這種情況下，它不斷觀察變化的參考值。如果固件的任何其他部分都更改控制器參考，則狀態機將軟調整為新級別，而不是對參考進行硬轉換。
i）暫停/錯誤如果電源控制器被關閉並通過外部命令重置（例如故障處理程序檢測故障狀況或通過用戶交流），狀態機正在切換到懸掛狀態，該狀態會禁用PWM輸出並控制LOOP執行
EPC9151的雙向控制系統基於常規平均電流模式控制（ACMC）。外電壓循環通過將最新的反饋值與內部參考進行比較來調節輸出電壓。偏差由離散II型（2P2Z）補償過濾器處理。電壓循環的輸出設置了兩個內部電流循環的參考。每個階段電流控制器都會處理給定的動態電流參考與各個最新當前反饋之間的偏差。每個電流控制迴路輸出都會調整單個佔空比或相位，從而導致相位平衡的相位電流。該控制方案都應用於48 V至12 V的下游降壓以及12 V至48 V上游增強操作。
當從轉換器的任一側從單個DC源供電時，輸出電壓將保持恆定，直至最大輸出電流分別為25美元。 5.5 a在增強操作中，在該階段，轉換器切換到恆定電流模式，有效地禁用了電壓調節。
該固件通過實現特定於化學的充電曲線或在兩個電池供電的總線導軌之間實現平衡轉換器，是電池充電器前端系統的基本構建塊。
可以通過使用CNPNZ_T控制器數據結構的狀態詞中的啟用位來打開/關閉此控制循環。一旦啟用控制迴路，自適應環路增益調製即將永久活躍。
控制循環源代碼由PowerSmart™ - 數字控制庫設計器（DCLD）軟件配置和生成。
該附加設計軟件可在GitHub頁面上下載：
安裝後，可以修改控制器配置。最新的配置可以通過在項目管理器的重要文件文件夾中的文件“ dpsk3_vmc.dcld”上右鍵單擊“ dpsk3_vmc.dcld”，從MPLABX®IDE內部打開。右鍵單擊時，選擇“在系統中打開”以打開PowerSmart™DCLD中的配置。
請參閱軟件中包含的PowerSmart™DCLD的用戶指南，可以從應用程序的幫助菜單中打開。
沒有將用戶控制接口添加到固件中。參考設計的固件和基本操作的任何更改，包括可以通過編輯“ epc9151_r10_hwdescr.h”中的硬件特定值來完成標稱輸出電壓的重新編程，該值位於'epc9151_r10_hwdescr.h'中。
該文件中的轉換器設置定義為物理值，例如Volt，Ampere，Ohm等。在編譯時，每個定義的值都通過所謂的宏將每個定義的值轉換為二進制數字。因此，用戶不必手動轉換值。
要編程轉換器以提供與默認設置的12 V DC不同的名義輸出電壓，請按照以下步驟：
標稱輸出電壓的設置在第324至＃326的行中找到。
#define BUCK_VOUT_NOMINAL (float)12.000 // Nominal output voltage
#define BUCK_VOUT_TOLERANCE_MAX (float)0.500 // Output voltage tolerance [+/-]
#define BUCK_VOUT_TOLERANCE_MIN (float)0.100 // Output voltage tolerance [+/-]
上面的公差設置包括最大負載步驟的瞬態響應。故障處理程序觀察到最大輸出電壓公差“ buck_vout_tolerance_max”的值。如果輸出電壓讀數從最新的參考電壓值遠高於給定範圍，則將關閉轉換器並指示調節誤差。電源將在清除故障條件後立即自動恢復，並且buck_regerr_recovery_delay在EPC9151硬件說明標頭文件的恢復延遲期已過期。
（給出的行號可能會更改）
該代碼示例包括一個替代性，比例控制循環，該環路通常在測量發電廠的頻率響應時使用。當以下定義設置為true時，公共主控制環將被比例控制器替換。
app_power_control.c, line 33: #define PLANT_MEASUREMENT false
比例控制器默認情況下是不穩定的，不適合在正常工作條件下調節電源的輸出。在工廠測量過程中，必須強制使用輸入電壓和負載保持穩定並且不變。
有關如何進行電廠測量的更多信息，請閱讀《 PowerSmart™DCLD用戶指南》中的部分。
（c）2020年，微芯片技術公司
