最近開發(fā)了一款6.6kW的充電樁產(chǎn)品，和大家一起分享開發(fā)過程中的各種坑，特別是數(shù)字電源控制算法方面的坑，真的是記憶猶新。如果沒有師傅帶，要想做好數(shù)字電源軟件開發(fā)工作，我覺得真的不容易。

一、產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)如下：

1.輸入電壓范圍：176-264Vac

2.輸出電壓范圍：200-800V

3.最大輸出功率6.6kW

4.最大輸出電流20A

5.工作環(huán)境溫度-30℃-55℃

二、拓?fù)浼軜?gòu)

前級采用交錯(cuò)PFC拓?fù)浼軜?gòu)。

                                                            交錯(cuò)PFC

后級采用交錯(cuò)LLC輸出拓?fù)浼軜?gòu)。

                                                       交錯(cuò)LLC拓?fù)?/p>

三、控制算法

PFC控制部分：電壓外環(huán)采用PI控制器，電流內(nèi)環(huán)也采用PI控制器。電流內(nèi)環(huán)也有人用PR控制器的，具體優(yōu)缺點(diǎn)，就大家自行百度了。可能是自己對PI控制器比較熟悉吧，我這里就采用的PI控制器。

                                                  PFC控制算法

LLC控制部分：LLC控制器電壓環(huán)和電流環(huán)我都采用的是PI控制器，因?yàn)橐龊懔?、恒壓兩種模式，所以就采用了一個(gè)電壓電流環(huán)，雙環(huán)競爭的一個(gè)算法（這也是一個(gè)比較經(jīng)典的控制算法）。

四、測試帶載波形和效果

PFC部分PF值為1（因?yàn)樵O(shè)備最高顯示分辨率為0.1，我估計(jì)PF值應(yīng)該有0.995以上），Ithd=3.08%，還是不錯(cuò)的，實(shí)測264V輸入，滿載時(shí)能到2.2%左右，還是很不錯(cuò)的。

示波器實(shí)測，輸出電壓和輸入電流的波形（黃色的是輸入電流，紫色的是輸入電壓）。                                                                    

五、踩坑分享

1.LLC第一次炸管

（1）相信大家調(diào)試都有過炸MOS管吧，踩坑第一站就從炸管開始吧。我調(diào)試產(chǎn)品本身還是比較小心的，在調(diào)試之前反復(fù)測試了LLC的驅(qū)動(dòng)波形，確認(rèn)死區(qū)時(shí)間，確認(rèn)各種硬件保護(hù)都OK的情況下，才開始帶載工作，當(dāng)時(shí)設(shè)置的是600V輸出，帶載到6.6kW（11A左右）。輸出電流紋波也比較小，只有3A左右。

（2）感覺比較良好，就在測試300V的時(shí)候，帶到5kW(約16.7A）,的時(shí)候負(fù)載就突然炸管了，燒了一大片，LLC的兩個(gè)輸出橋臂的管子全都燒完了。

（3）仔細(xì)分析才發(fā)現(xiàn)，炸管的原因居然是死區(qū)設(shè)置太小了導(dǎo)致的（死區(qū)時(shí)間設(shè)置的200ns），400V的時(shí)候，LLC工作在諧振點(diǎn)的附近，工作頻率約80K。在300V的時(shí)候，LLC工作在諧振點(diǎn)的右側(cè)，約180K的頻率，兩個(gè)橋臂工作在硬開關(guān)模式下。

（4）通過示波器一步一步的測試，發(fā)現(xiàn)在600V/11A的時(shí)候死區(qū)就已經(jīng)比較臨界了。300V逐步帶載測試，發(fā)現(xiàn)電流越大的情況下，MOS管的死區(qū)在慢慢的被“吃掉”。在15A左右的時(shí)候和600V/11A的死區(qū)相當(dāng)。

（5）最終調(diào)整死區(qū)到400ns，才保證了200V輸出的時(shí)候到20A的工作電流。

2.PFC電壓過沖踩坑 

（1）PFC部分的輸出電壓是由電壓外環(huán)的PI控制器控制的，電壓外環(huán)的帶寬比較低，我算法里面電壓PI控制器執(zhí)行頻率為100hz，在PFC從重載到空載的切換時(shí)，PFC過沖直接就觸發(fā)了PFC硬件過壓保護(hù)。

（2）把PFC輸出電壓調(diào)低，發(fā)現(xiàn)，這個(gè)重載到輕載的切換，過沖電壓竟然超過了80V（要不是配置了MCU的硬件比較器，PFC的電容肯定就開始放鞭炮了。）

（3）后面對PFC的算法進(jìn)行優(yōu)化，在電流內(nèi)環(huán)處增加一個(gè)判斷：就是電壓超過或者低于一定閥值，就觸發(fā)電壓環(huán)的PI控制器。

（4）操作說起來簡單，但是操作起來也是踩坑不斷，這個(gè)電流內(nèi)環(huán)處增加的電壓環(huán)，在調(diào)試的時(shí)候稍微參數(shù)設(shè)置不合理就導(dǎo)致輸出電壓震蕩，甚至直接PFC電壓被拉低。

（5）此處需要重點(diǎn)注意就是這個(gè)增加的電壓環(huán)，不能一直處于計(jì)算狀態(tài)，一定要有進(jìn)入和退出的調(diào)節(jié)，否則會(huì)帶來反向的效果。調(diào)試的時(shí)候要不斷摸索。

過沖電壓還可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)小，上圖是因?yàn)镻FC的紋波電壓有25V左右，過沖電壓設(shè)置的比較大（我這個(gè)應(yīng)用，只要保證器件的使用可靠性即可），上圖，黃色是輸入電流，紫色是輸入電壓，藍(lán)色是驅(qū)動(dòng)，綠色是PFC輸出電壓。

注意：而且這個(gè)電壓外環(huán)的計(jì)算時(shí)間節(jié)點(diǎn)，這個(gè)地方也是有一個(gè)小坑，最好是在交流電過零點(diǎn)的時(shí)候計(jì)算是最佳的，這樣引入的諧波分量才是最小的，電壓環(huán)PI控制器的執(zhí)行頻率是100HZ，最開始用的是1khz（1khz引入的諧波分量太大了，ithd過不了，滿載的時(shí)候超過6%了，后來才調(diào)整到100hz的）。

-----------評論區(qū)不能發(fā)圖片，我就直接修改原問題件了，后面打算做個(gè)產(chǎn)品開發(fā)踩坑的專題，歡迎大家一起交流討論。

由于時(shí)間關(guān)系，踩坑的地方就暫時(shí)先分享這一個(gè)地方，后面再陸續(xù)給大家分享。

申明：由于本人水平一般，分享的知識(shí)有誤，或者采用的方案不夠好的，歡迎各路大神指正批評，給大家?guī)淼牟槐?，敬請參考，本文觀點(diǎn)僅供參考。