F2803x:32位MCU太阳能微逆变器开发方案

2015-03-13 13:52:34 来源:互联网|0

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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