效率为本丨极海APM32F407通信电源方案

通信系统日趋复杂，各种不断扩展、多样性的负载供电需求也在不断增多。作为通信系统的心脏，通信电源是其必不可少的重要组成部分。为避免通信电路中断、通信系统瘫痪等故障，通信电源须具备稳定、小型、高效、可靠等特点。
 


在技术升级与应用范围拓展的推动下，通信电源正在通过智能化方式管理负载与效率的关系，对通信系统优化调控，实现了更多的适用性与灵活性，并确保长期稳定运行。
 
极海APM32F407通信电源方案以稳定性为前提，更确保方案整体的快速性、准确性与平稳性，单颗MCU即可对PFC单元和全桥LLC单元进行全面数字控制，实现整个负载范围的零电压开关，提高效率和可靠性。
 
该方案主控采用极海APM32F407高性能MCU，是一种数字控制的紧凑型隔离式AC/DC电源设计，包括两个主要功率单元：前端的升压型功率因数校正单元PFC，及后端的谐振 LLC 全桥隔离式DC/DC变换器单元，可在所有运行模式下生成适用于电源电子开关器件的 PWM 波形、变占空比、变开关频率、相移控制等。
 

APM32F407通信电源方案实现框图

 
APM32F407通信电源方案工作过程如下：

APM32F407的ADC模块获取PFC单元的交流AC输入电压Vac-LN、电流Ig跟母线电压Vdc电流OCP的数字信号，并通过隔离采样获取LLC级的输出电压Vout电流、Iout数字信号。
 
上述数字信号在APM32F407内核强大浮点运算能力的支持下，实现单采样周期内PFC单元和LLC单元的环路计算、逻辑控制功能。
 
环路计算结果通过APM32F407的高级定时器模块输出PFC单元的定开关频率变占空比PWM波形，以及LLC单元的定占空比变开关频率的PWM波形，最终实现PFC单元的功率因数提升、升压功能以及LLC单元稳定输出电压和响应负载瞬态变化的功能。
 
APM32F407通信电源方案优势：

■32位Arm® Cortex®-M4F 内核，最高主频168MHz，支持PFC及LLC的环路控制；
■ 内置 3 个12位ADC，每个 ADC 最多有16个外部通道，支持 DMA，可以满足PFC+LLC通讯电源3通道电压跟3通道电流采集需求；
■ 2 个可以提供 7 通道 PWM 输出的 16位高级定时器 TMR1、TMR8，支持死区生成和刹车输入等功能，满足通讯电源PFC单元跟LLC单元5个开关器件的控制需求，并且刹车输入可在紧急情况快速停机保护器件免受损坏；
■ 4 个 USART、2 个 UART通信接口，可满足电源及上层系统的交互需求；
■ Flash容量最高为1MB，SRAM容量最高为192KB+4KB，满足程序存储和运算要求，并且有冗余便于程序扩展；
■ 内置备份寄存器，可灵活保存控制参数，无需外部EEPROM；
■ 支持交流电压AC90V~AC264V，频率50/60Hz，全电网兼容。
 
 
极海APM32F407通信电源方案支持整流输入电压电流、RMS输入电压电流、母线电压电源及输出电压电流的实时监控和快速保护，非常适合应用于商用网络和服务器、工业AC/DC电源、新能源、储能等场景。