高频DC/DC变换器与充电桩应用

方案概述

基于GD32F303的高频DC/DC变换器解决方案 车载充电器（OBC）是电动汽车和混合动力汽车的重要组成部分(HEV)，通常由一个AC/DC(功率因数校正电路)和一个隔离式DC/DC转换器组成。随着电池容量增加带来的车内空间和散热需求，对OBC提出了更高的功率密度和转换效率要求。宽带隙(WBG)功率器件的技术发展和应用，例如碳化硅(SiC)器件和氮化镓(GaN)器件，因其更高的开关速度、更低的开关损耗以及更低的导通电阻温度依赖性，在很多场合已经成为传统硅(Si)器件的优越替代品。 兆易创新推出基于GD32 MCU的多款CLLC(电容-电感-变压器-电感-电容)电路拓扑，具有对称谐振腔和软开关特性以及更高频率工作的能力，是实现OBC高效、高功率密度的良好选择。

方案优势及软件系统框架

方案优势

• 采用GD32F303RCT6微控制器：得益于PWM定时与ADC采样的高精度，使得CLLC将设计频率提高到500kHz在数字控制的可实现性上，变成了可能，从而为整机系统的高功率密度和高效率综合优化提供了控制保障
• GD32F303精准的PWM边沿控制：采用无传感器的同步整流控制技术，可进一步减少整机的硬件成本。独有专利支撑的平面磁集成优化方案：有效提升了整机系统效率，同时磁性元件采用PCB绕组减少了人工绕制变压器的人力成本。

软件系统框架 2个PWM高分辨率PWM中断，最大定时频率600kHz。要求具有精准的对上升沿和下降沿的控制。 8路12位ADC采样，分别用于采样输入电压、输入电流、原边谐振电流、输出电压、输出电流、副边谐振电流，原边谐振电容电压、副边谐振电容电压。 2个普通定时器TIMER，用于控制逻辑定时。

CAN总线通信用于系统状态监测。

系统软硬件配合框图

 系统关键参数规格

 

充电桩

方案概述

基于GD32 MCU的充电桩方案

目前充电桩的控制系统更新速度快，产品系统设计、结构设计等方面也朝着精细化的方向发展，具体表现在：改善充电桩机壳外观结构、优化内部布局、升级触摸屏显示、提升EMC性能，进一步优化和升级电气系统的设计。

目前兆易创新的MCU产品适用于充电桩主板控制模块、HMI显示以及AD/DC逆变控制

方案优势及产品推荐

1.主板控制模块

特征：DSP指令集+FPU高算力；MPU增强应用安全性；工业级温度范围；丰富的CAN/Ethernet/SDIO/LCD驱动接口；丰富的IO接口

推荐产品：GD32F303系列、GD32F307系列、GD32F470系列

2.AD/DC逆变器

推荐产品：GD32F470系列