基于STM32的单片2KW+全数控移相全桥开关电源研发记录

STM32系列，带来了用单片低成本32位芯片，开发单片数控移相全桥开关电源的可能。

核心驱动：采用2路带互补、死区控制的定时器，产生2相移相100KHz驱动信号，输出驱动、多通道ADC、移相控制等全硬件工作，软件主要用来占用PID运算和电压电流控制以及保护等功能。

核心驱动信号测试效果如下：

2通道正负输出共4输出，这是移相值=0时候的照片

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时间轴放大后，可以看见，延时误差几乎可以忽略，没有完全重叠，应该是示波器探头性能差异造成

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移相值=16单位时照片

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移相值120单位的波形

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最大移相值=180°时候的照片。

到这里，核心驱动已经完全测试成功，非常理想。

接着就开始搭功率输出部分，没有打样，临时用了2块能稳定工作的1KW半桥输出的板子，对接起来进行改造后，进行测试。

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MOS管驱动变压器原边波形。波形还是非常理想的，方波起始部分的弯折，是由于驱动旁路电容容量偏小造成，加大该电容就可以避免。不过就这样也是完全够用了。

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输出800W时候，全桥2端波形。PID已经接管，稳压输出，下面波形的水平抖动，就是100Hz纹波自动调整产生的。

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主变压器2端电压和电流波形，电流波形中，输出上升速率还是可以的，这样占空比丢失就会不那么严重了。

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800W输出，整流管2端波形，输出功率752W，电压=58V，电流=12.96A，由于原边增加了箝位二极管，可以发现，尖峰非常小，整流管电压应力相当的低。

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2桥臂输出的100Hz纹波波形。为标准的100Hz整流类锯齿波，说明PID双方系统跟踪特性良好，没有超调或者滞后现象。

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800W输出，无风扇，运行1小时后温度测试，环境温度为26℃。照片上部分，就是2块1000Kw半桥板对拼的测试线路。

总结：作为已经成熟的大功率移相全桥线路，怎么样设计一款性价比高，稳定可靠的驱动保护系统，就变成了非常关键的一个问题，STM32系列芯片，给我们提供了这样一个可能，单芯片+自己搭的驱动或者成品驱动芯片，就可以实现一个低成本的全数控大功率移相全桥电源。

由于采用了硬件扫描自动ADC，通过内部触发机制，把转换时间嵌入到避开超前臂和滞后臂开关时间，测试线路的反馈采样端，直接取消了常规的高频旁路电容，并且可以稳定工作，更进一步提高了PID系统的和稳定性。

实际静态测试，效果非常理想，主开关管采用英飞凌的60R075，37A，导通电阻75mΩ，采用只有100*50*12.5散热器（应该算比较弱的），无风扇自然冷却工作一小时，主开关管散热器温度仅仅39.6℃。

根据无风扇静态测试结果看，2KW+时候，用普通风扇风冷（用一个7025-12V200mA风扇足够），采用30A左右的500Vmos管，输出2KW+，轻轻松松，好无压力，效率达到94%+，主开关管温度可以控制在非常理想值。

图为上面测试线路的主输出功率级原理图：

剩下的就是正式打样做板完成整机最后工作了。这个就不在这里记录了。

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