设计一个DCDC输入24V输出0-20V,0-100A的电源,使用KV3

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设计一个DCDC输入24V输出0-20V,0-100A的电源,使用KV3

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Contributor II

请问:

目前计划设计一个数字闭环的DCDC,只用作降压。

1,输入6-24V

2、输出0-20V,0-100A,因为只用作降压,所以输出电压只能低于输入电压

3,电压和电流输出精度要求0.3%FS

4,瞬态响应不做要求

请问这样的性能要求使用MKV30F64VLH10这个芯片可以吗。或者能不能推荐一个合适的芯片,只要ARM核心的。

有没有一个可以参考的设计或者资料。

谢谢!

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NXP TechSupport
NXP TechSupport

Hi, LongJie,

当你选择芯片时, 你首先考虑DC/DC变换器的拓补结构, 要求的PWM波形, 是否要电流环, PWM频率, 计算量,ADC 精度..., 我们需要详细的信息。 不过,我认为KV系列可以满足你的要求。

我们有DC/DC converter, 但是是基于DSC 的。

请参考:

MC56F84xxx|Digital Signal Controllers|NXP

BR

Xianjun rong

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Contributor II

你好!

因为电路是降压的,所以计划使用BUCK拓扑。

至于反馈环路,我计划是使用纯数字反馈:ADC采集输出电压和电流,然后修改PWM的占空比。

之所以选中KV3是因为他的高速16位ADC。

我计算了一下关于系统性能的需求

1、输出精度需要0.3%FS,因此实际精度应该是需要达到0.1%左右才能保证使用过程中能保持在0.3%FS以内。

如果是这样,就要求ADC和PWM的分辨率达到输出精度的10倍也就是10000。

KV3的ADC是16位的有效值大约是13-14位正好符合需求。

然后看PWM分辨率,系统计划使用威世的大功率MOS,开关频率200K,这时候就需要PWM的步进值是1S/(200K*10000) = 500ps。但是KV3的最小步进只有0.025ns。这点达不到系统的要求,也正是我为难的地方。

2、反馈环的速度:因为我的应用比较特殊,是使用一个直流非稳压的输入对蓄电池组充电。输入和输出相对比较稳定,系统不需要太过于关心负载调整率之类的参数。KV3的双ADC在16位差分的情况下能达到300K左右,开关频率是200K,这点应该是没有问题的。

总结:也就是说现在主要就是PWM的分辨率问题需要解决:1、需要输出频率必须到200K。2、需要分辨率必须到10000.

这些问题有办法解决吗?做这样一个DCDC还需要考虑什么问题?

谢谢!

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NXP TechSupport
NXP TechSupport

Hi, LongJie,

关于PWM分辨率,对于KV31, PWM驱动时钟是BUS CLOCK, 只有40MHz, 周期是0.025us. 如果PWM频率是200Khz, 则分频数是200, 分辨率只有不到8 bits.

我推建你用KV5x 或 KV4x 系列, 其PWM 模块用eFlexPWM, 它的特点是可以用32倍小数分频。 KV4 PWM可以达到260ps的分辨率。

The Kinetis KV4x MCU family is a member of the Kinetis V

series and provides a high-performance solution for 3-phase

BLDC, PMSM and ACIM motor control as well as Digital Power

Conversion. Built upon the ARM® Cortex®-M4 core operating at

150 MHz with DSP and floating point unit, features include; dual

12-bit analog-to-digital converters with 240ns conversion time,

up to 30 PWM channels for support of multi-motor systems,

eFlexPWM module with 260ps resolution for digital power

conversion applications, programmable delay block, memory

protection unit, dual FlexCAN modules and 64 to 256 KB of flash

memory. KV4x MCUs are offered in 48LQFP, 64LQFP, and

100LQFP packages. All Kinetis V series MCUs are supported by

a comprehensive enablement suite from Freescale and thirdparty

resources including reference designs, software libraries

and motor configuration tools.

这是KV系列的website:

ARM Cortex-M0+/M4/M7 Cores|Kinetis V MCUs|NXP

BR

XiangJun Rong

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Contributor II

你好!

我看到了这个芯片,有两个问题:

1、这个芯片的ADC虽然速度比较快,但是他的分辨率只有12位,按照我的估计需要至少13位以上的分辨率才能实现0.1%的精度,这个12位的可以实现吗?

2、这个芯片的购买渠道是个问题,我们一般在e络盟或者贸泽购买,但是这个都是几乎没货,有货的都是比较贵的型号,最便宜的型号没有。

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NXP TechSupport
NXP TechSupport

Hi,LongJie,

12 bits ADC的分辨率是1/4096。 如果你需要更高的PWM分辨率和ADC分辨率, 建议用最新的KV5x系列。 KV5x具有260ps的PWM分辨率, SAR ADC分辨率可以达到16 bits.

NXP芯片可以通过代理商购买, 也可以在NXP网站上直接购买。 但KV5X还没有批量生产。

BR

XiangJun 容

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