F2803x:32位MCU太阳能微逆变器开发方案
TI公司的F2803x系列产品采用C28x核和控制加速器(CLA)是高效率的32位CPU,工作频率60MHz,具有16×16和32×32MAC运算,16×16双MAC。器件具有哈佛总线架构和快速中断响应和处理,工作电压3.3V。器件主要用在智能电网和动力线通信、白色家电、开关电源、DC/DC多输出电源、太阳能微逆变器和转换器、缝纫机和纺织机、功率因素修正以及AC/DC逆变器。
F2803x Piccolo系列微控制器具有C28x核,以及控制律加速器(CLA)和高度集成的低引脚数控制外设。该系列与以前的基于C28x的代码兼容,并且提供了高水平的模拟集成。
F2803x Piccolo系列微控制器的一个内部稳压器可以单轨运行,其HRPWM模块进行了加强,可以进行双边缘控制(频率调制)。它还增加了模拟比较器(具有内部10位参考电压),可以直接路由,以控制PWM输出。其ADC转换器(从0V~ 3.3 V全方位范围),可以支持比例度量VREFHI/VREFLO参考电压。该ADC接口进行了优化,用于低载荷和延迟。
图1 F2803x功能框图
F2803x系列主要特性
※高效率的32位CPU(TMS320C28X)
- 60MHz(16.67ns周期时间)
-16×16和32×32 MAC操作
-16×16双MAC
※哈佛总线结构
- 原子操作
- 快速中断响应和处理
- 统一内存编程模型
- 代码效率(C /C++和汇编)
- 可编程控制律加速器(CLA)
- 32位浮点数学加速器
- 独立执行主CPU的代码
- 字节序:小端
- JTAG边界扫描支持
※低成本的器件和系统
- 采用3.3V单电源
- 无电源排序要求
- 集成的上电复位和欠压复位
※低功耗
- 没有模拟支持引脚
※时钟:
- 2个内部零销振荡器
- 片上晶体振荡器/外部时钟输入
- 支持动态PLL的比例变化
- 看门狗定时器模块
- 没有时钟检测电路
- 最多45独立可编程,复用GPIO引脚输入滤波
- 外设中断扩展(PIE)模块,支持 所有的外设中断
- 3个32位CPU定时器
图2 太阳能微逆变器系统框图
图3 连网太阳能微逆变器框图
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- 每一个ePWM模块具有独立的16位定时器
※片上存储器
- 闪存、SARAM、OTP、引导ROM
※代码安全模块
- 128位安全密钥/锁
- 保护安全存储器块
-防止固件逆向工程
※串口外设
- 1个SCI(UART)模块
- 2个SPI模块
- 1个跨集成电路(I2C)总线
- 1个本地互连网络(LIN)总线
- 1个增强型控制器局域网(eCAN) 总线
※增强的控制外设
- 增强型脉宽调制器(ePWM)
- 高解析度PWM(HRPWM)模块
- 增强型捕捉(eCAP)模块
- 高分辨率输入捕捉(HRCAP)模块
- 增强型正交编码器脉冲(eQEP)模块
- 模拟-数字转换器(ADC)
※片上温度传感器
※比较器
- 高级仿真功能
- 分析和断点功能
- 通过硬件的实时调试
※ 2803x封装
- 56引脚RSH非常小的四方扁平封装 (无引线)(VQFN)
- 64引脚PAG薄型四方扁平封装(TQFP)
- 80引脚PN小外形四方扁平封装(LQFP)
F2803x应用
※智能电网和电力线通信
※白色家电
※开关模式电源(SMPS)
※DC-DC多路输出电源供应器
※太阳能微型逆变器和整流器
※功率因数校正
※缝纫和纺织机械
※ AC-DC逆变器
太阳能微逆变器开发套件
此开发套件采用了一个完整的并网太阳能逆变器(基于TI的C2000 Piccolo TMS320F28035微控制器)。太阳能微型逆变器开发套件,向设计师们介绍了一个完全适合于太阳能微逆变器应用的MCU,并指导用户,通过无缝的设计流程和应用,来迎接挑战。
用户可以通过一个简单的图形界面,进行最初的设计评估,而无需代码开发。当准备进一步深入探讨时,其详细的以理论为基础的文档(通过软件和硬件)可以指导用户一步一步地,从开环到闭环操作,逐步建立太阳能微型逆变器。
开发套件主要特性
采用次级电压倍增器、MPPT、和并网的DC / AC逆变器,实现了有源钳位回扫DC / DC转换器,包括太阳能微逆变器的功率转换级。
在输入端,支持面板电压28V~45V的输入,以及支持通用功率输出(最高280W,220VAC和140W,110VAC),适合于全球太阳能市场的多样化需求。
93%的峰值效率,以及不到4%的总谐波失真(THD),每个太阳能电池板更多的功率输出,减少不利散热,提高系统的使用寿命。
C2000 Piccolo F28035 MCU作为一个高性能的控制器(用于整个微型逆变器系统),可以管理DC/DC和DC/AC电源端的高频控制回路。单个MCU系统,提供了简洁的设计,降低系统成本。
C2000 Piccolo F28035 MCU在一个较高的PWM频率操作逆变器(100kHz),以降低谐波失真和降低无源器件的成本。
C2000 Piccolo F28035 MCU的集成功能可以对每个功率级进行的有效控制:4.6 MSPS 12位ADC,低延时的C28x实时处理核,功能丰富的150 ps高分辨率PWM模块。
完整的软件源代码,硬件设计文件和详细的文档,使得设计人员能够理解其设计过程,打下基础,实现自己独特的太阳能发电计划。太阳能和数字电源软件库,可提供代码优化组块,以实现多种电源拓扑结构和算法,如,MPPT和软件锁相环的锁相回路(PLL),完善个性化的太阳能逆变器解决方案。
图4 离网太阳能微逆变器框图
太阳能微逆变器开发套件包括:
TMDSCNCD28035ISO Piccolo控制卡
※太阳能微逆变器基板
※外部电源
※ USB连接线
※ AC电源线
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