本文介绍基于 dspic33ch512mp508 实现的llc峰值电流控制pwm发波逻辑,该发波逻辑充分利用了 dspic33c 系列mcu强大的pwm外设,用到了诸如pci同步功能,pci故障、限流对输出的硬件改写,借助软件改写实现burst模式下发波与否,以及不同组pwm之间的组合逻辑。
1. pwm发波逻辑说明带同步整流的半桥llc拓扑结构示意如下,需要2对pwm波。这里基于dspic33ch512mp508的从核实现,其中pwm1h和pwm1l为主管pwm驱动,pwm2h和pwm2l为同步管pwm驱动。
图 1 - 半桥llc拓扑示意
带同步整流的半桥llc峰值电流控制的发波逻辑具体说明如下。
pwm3h为源头信号,初始周期为一很低频的值,通过s1cmp1b故障封波以及clc1(s1cmp3b or pwm4h)限流封波来改变pwm3h的高电平持续时间,而pwm3h周期依赖于s1cmp2b的同步实现。pwm1h和pwm1l为半桥llc的主管驱动,pg3与pwm3h上升沿同步,在pwm3h下降沿硬件限流封波改写直到下一个pwm3h上升沿,同时pg1因互补模式,输出需要有死区(图2中的ef)控制。pwm5h与pwm1h的上升沿同步,pwm5h用于限制llc同步整流管的导通时间(图2中的hi),最终llc同步整流管 pwm2h = pwm1h & pwm5h,而同步管pwm2h相对于pwm1h的相位delay可以通过pg5phase控制(图2中的gh)。pwm6h与pwm1l的上升沿同步,pwm6h用于限制llc同步整流管的导通时间(图2中的lm),最终llc同步整流管 pwm2l = pwm1l & pwm6h,而同步管pwm2l相对于pwm1l的相位delay可以通过pg6phase控制(图2中的ki)。pwm4h用于打盹模式不发波工况下维持pwm3h以最高开关频率工作,主要靠pg4phase实现(图3中的op)。
正常工作时的pwm逻辑波形如图2,主要靠标准的电流峰值限流信号(s1cmp3b)实现峰值电流控制,特殊的为了保护机器当电流瞬时值过大,而经硬件处理获得的电流峰值信号并未触发s1cmp3b翻转,此时则靠电流故障信号(s1cmp1b)来实现峰值电流控制。
图 2 - 正常工作时pwm波形
2.3 发波逻辑验证主核的pwm1h(rb14)和pwm1l(rb15)在50khz到350khz来回滑动,为50%占空比互补模式无死区,以模拟外部输入信号。同时实验前需按如下规则接线,搭建好的平台如图6所示。注意:s1cmp3b与s1cmp1b连接的为同一个信号pwm1l,实验室也可以一个连接为pwm1l,一个连接为gnd,以分别验证pg3的pci限流和故障。
将pwm1h(rb14)与s1cmp2b(rd10)相连,pg3的pci同步信号为pwm1h的上升沿。将pwm1l(rb15)与s1cmp3b(rc3)相连,pwm1l的上升沿代表电流过流。将pwm1l(rb15)与s1cmp1b(rc6)相连,pwm1l的上升沿代表电流故障。1)稳态时,同步管pwm2h和pwm2l被限制最大占空比工况波形如下:
ch1: pwm1h, ch2: pwm1l, ch3: pwm2h, ch4: pwm2l
2)稳态时,同步管pwm2h和pwm2l未被限制最大占空比工况波形如下:
ch1: pwm1h, ch2: pwm1l, ch3: pwm2h, ch4: pwm2l
3)发波到禁止发波过程波形如下:
ch1: pwm1h, ch2: pwm1l, ch3: pwm2h, ch4: pwm2l
4)发波禁止到发波过程波形如下:
ch1: pwm1h, ch2: pwm1l, ch3: pwm2h, ch4: pwm2l
5)功率管发波期间pwm3h和pg3同步中断io(rd0)翻转波形如下:
ch1: pwm1h, ch2: pwm1l, ch3: pwm3h, ch4: rd0
6)功率管非发波期间pwm3h和pg3同步中断io(rd0)翻转波形如下:
ch1: pwm1h, ch2: pwm1l, ch3: pwm3h, ch4: rd0
注意:以上波形均未考虑同步管相对于主管的相位延迟,大家可以通过pg5phase和pg6phase自行设置。
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