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  通信系統(tǒng)日趨復(fù)雜，各種不斷擴(kuò)展、多樣性的負(fù)載供電需求也在不斷增多。作為通信系統(tǒng)的心臟，通信電源是其必不可少的重要組成部分。為避免通信電路中斷、通信系統(tǒng)癱瘓等故障，通信電源須具備穩(wěn)定、小型、高效、可靠等特點(diǎn)。

  在技術(shù)升級(jí)與應(yīng)用范圍拓展的推動(dòng)下，通信電源正在通過(guò)智能化方式管理負(fù)載與效率的關(guān)系，對(duì)通信系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了更多的適用性與靈活性，并確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

  極海APM32F407通信電源方案以穩(wěn)定性為前提，更確保方案整體的快速性、準(zhǔn)確性與平穩(wěn)性，單顆MCU即可對(duì)PFC單元和全橋LLC單元進(jìn)行全面數(shù)字控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)負(fù)載范圍的零電壓開(kāi)關(guān)，提高效率和可靠性。

  該方案主控采用極海APM32F407高性能MCU，是一種數(shù)字控制的緊湊型隔離式AC/DC電源設(shè)計(jì)，包括兩個(gè)主要功率單元：前端的升壓型功率因數(shù)校正單元PFC，及后端的諧振 LLC 全橋隔離式DC/DC變換器單元，可在所有運(yùn)行模式下生成適用于電源電子開(kāi)關(guān)器件的 PWM 波形、變占空比、變開(kāi)關(guān)頻率、相移控制等。

APM32F407通信電源方案實(shí)現(xiàn)框圖

  APM32F407通信電源方案工作過(guò)程如下：

  APM32F407的ADC模塊獲取PFC單元的交流AC輸入電壓Vac-LN、電流Ig跟母線電壓Vdc電流OCP的數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)隔離采樣獲取LLC級(jí)的輸出電壓Vout電流、Iout數(shù)字信號(hào)。

  上述數(shù)字信號(hào)在APM32F407內(nèi)核強(qiáng)大浮點(diǎn)運(yùn)算能力的支持下，實(shí)現(xiàn)單采樣周期內(nèi)PFC單元和LLC單元的環(huán)路計(jì)算、邏輯控制功能。

環(huán)路計(jì)算結(jié)果通過(guò)APM32F407的高級(jí)定時(shí)器模塊輸出PFC單元的定開(kāi)關(guān)頻率變占空比PWM波形，以及LLC單元的定占空比變開(kāi)關(guān)頻率的PWM波形，最終實(shí)現(xiàn)PFC單元的功率因數(shù)提升、升壓功能以及LLC單元穩(wěn)定輸出電壓和響應(yīng)負(fù)載瞬態(tài)變化的功能。

  APM32F407通信電源方案優(yōu)勢(shì)：

  ■32位Arm® Cortex®-M4F 內(nèi)核，最高主頻168MHz，支持PFC及LLC的環(huán)路控制;

  ■ 內(nèi)置 3 個(gè)12位ADC，每個(gè) ADC 最多有16個(gè)外部通道，支持 DMA，可以滿足PFC+LLC通訊電源3通道電壓跟3通道電流采集需求;

  ■ 2 個(gè)可以提供 7 通道 PWM 輸出的 16位高級(jí)定時(shí)器 TMR1、TMR8，支持死區(qū)生成和剎車輸入等功能，滿足通訊電源PFC單元跟LLC單元5個(gè)開(kāi)關(guān)器件的控制需求，并且剎車輸入可在緊急情況快速停機(jī)保護(hù)器件免受損壞;

  ■ 4 個(gè) USART、2 個(gè) UART通信接口，可滿足電源及上層系統(tǒng)的交互需求;

  ■ Flash容量最高為1MB，SRAM容量最高為192KB+4KB，滿足程序存儲(chǔ)和運(yùn)算要求，并且有冗余便于程序擴(kuò)展;

  ■ 內(nèi)置備份寄存器，可靈活保存控制參數(shù)，無(wú)需外部EEPROM;

  ■ 支持交流電壓AC90V~AC264V，頻率50/60Hz，全電網(wǎng)兼容。

  極海APM32F407通信電源方案支持整流輸入電壓電流、RMS輸入電壓電流、母線電壓電源及輸出電壓電流的實(shí)時(shí)監(jiān)控和快速保護(hù)，非常適合應(yīng)用于商用網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器、工業(yè)AC/DC電源、新能源、儲(chǔ)能等場(chǎng)景。