MCU在充电桩、光伏逆变器和储能系统等场景下的实战案例

发布时间:2024-04-19 阅读量:548 来源: 我爱方案网 作者: bebop

摘要:MCU以高效节能的控制特性,在光伏逆变器、新能源汽车充电桩、中高压储能、数字电源等场景中应用广泛,这些场景对MCU的稳定性、可靠性、一致性要求更高,需要更强的抗静电能力、更优的抗浪涌电压与浪涌电流能力、更宽的工作温度范围、以及更长的使用寿命。

龙芯LS1C300、小华HC32F系列MCU和先楫HPM6200/5300系列等MCU,以出色的功耗控制,可靠的抗电磁干扰特性,在储能、光伏逆变、充电桩等场景中有所应用,以下分享一些已量产的案例及其技术实现方式,以作参考。

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案例一:龙芯充电桩方案
方案概述

交流充电桩是指采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供交流电源的专用供电装置,包括人机交互单元、控制单元、计量单元、安全防护单元,适用于小型纯电动车或可插电混合动力电动车,是新能源汽车的基础补能设施。基于龙芯LS1C300和LS1C103的充电桩方案,以LS1C300和LS1C103为核心,实现电压电流ADC采集、充电稳定输出、信息显示与物联通信。
方案特色
该方案是一款基于LS1C300和LS1C103芯片自主IP的充电桩主控核心板,拥有18路通信接口,具备了CAN接口,232通讯,485通讯,以太网,TTL串口通讯,SPI接口,SD卡接口,USB接口,I2C接口等;同时还拥有12路AD检测,RTC实时时钟,带有光耦隔离的28路输入输出接口。
LS1C300芯片特点
-单核心LS232,MIPS32指令集兼容,主频300MHZ
-集成64位浮点处理部件,支持全流水的64位浮点加法和浮点乘法运算,硬件实现浮点除法运算
-丰富的I/O和外设
-支持8bitSLCNAND和MLCNANDFLASH
案例二:先楫HPM6200逆变器方案

方案概述
在光伏控制逆变器中,MCU主要用于对蓄电池的充放电进行管理,收集蓄电池电压、开关信号及输出电流等信息,根据事先写入的程序运算处理后输出电池管理及电路保护等控制信号。本方案基于HPM6280高性能CPU和先进外设,实现了单向并网太阳能光伏微型逆变,包含MPPT,逆变,并网,孤岛检测,通信等功能。
应用特色
最大输入电压: 60Vdc
MPPT电压范围:25-45Vdc
工作电压范围:20-60Vdc
最大输入电流:12Adc
额定输出电压:230Vac
额定工作频率:50Hz
额定输出功率:350W
额定输出电流:1.52Aac
峰值转换效率:95.3%
先楫HPM6200特点
-RISC-V内核,主频600MHz,内置FPU和DSP
-丰富的I/O和外设资源(CAN/SPI/I2C/FSMC/UART/PWM/定时器)
-内置4组8通道增强型PWM控制器(8ch/组)
-配备了可编程逻辑阵列PLA,3个2MSPS16位高精度ADC,16个模拟输入通道以及4个模拟比较器和2个1MSPS12位DAC
案例三:先楫HPM6280电源LLC方案

方案简介:
基于HPM6280高性能CPU实现400VDC转48VDC,功率1500W,效率达到了96%以上,实现400VDC转1500VDC,功率1500W,效率达到了96%以上
方案特点:
150-300K的PWM调制频率,CPU资源占用不到30%
应用场景:
服务器,光伏并网
案例四:先楫HPM5361便携式储能MPPT板方案

方案简介:
在光伏系统中,根据光伏系统是否接入电网,可以分为离网型光伏系统和并网型光伏系统。MPPT控制器作为系统的前端部分,对光伏电池转换的电能进行预处理,提升能量的利用率,并使用电池作为储能设备,将多余的电能储存起来。本方案以先楫HPM5361为核心,实现电压电流ADC采集和PWM检测,内置过流保护功能。
方案特色:
1.配有高精度PWM用于IGBT驱动
2.16bADC实现输入输出电压精准采样
3.内置过流保护功能
4.双AC适配器在2-25小时内快速充电
5.灵活的5种充电方式
MCU特点:
1.主频480MHz,288KRAM,1MFlash;
2.16bADC,DAC,ACMP,OPAMP
3.支持各类位置传感器磁感应和旋转变压器包括光电式、磁感应和旋转变压器
4.灵活的编码器输入输出,硬解码,兼容总线型、”模拟类和脉冲型
5.运动控制协处理器
6.PLB可编程逻辑单元
案例五:小华HC32F334  3kW 两相交错全桥LLC方案(参考设计)

方案简介:
交错式LLC电源拓扑能大幅度降低LLC输出电流纹波,可以减少输出侧滤波电容,从而减少系统体积;扩大单相LLC变换器的输出功率容量,相比直接并联,多相交错后相间易于均流;轻负载时还可以以单相全桥模式工作。所以已经广泛应用在中大功率工业领域。小华HC32F334专用数字电源控制器结合了交错LLC的发波时序和保护需求,完全自主开发设计,支持12路130ps高精度HRPWM。
方案特色:
输入电压:DC 380-420V
输出电压:DC 48V
功率:3000W
峰值效率:97%
谐振频率:132K
两相均流度:>95%
输出纹波:<1%
MCU特色
M4 32位 120MHz CPU
36KB RAM 和128KB FLASH
2*6路130ps高精度PWM,支持高精度周期、高精度
占空比和高精度错相
10个事件驱动的时序引擎
可编程逻辑阵列PLA
带FPU和DSP内核
集成EMB功能
8通道DMA,灵活的触发源,支持连锁传输
应用场景:
AC/DC、DC/DC数字电源应用,如通信与服务器电源、砖块电源、微逆、充电桩DC/DC等。

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