前段時間參加了學校今年的國家電子設計大賽的選拔賽，選拔的題目是13年的國賽題。平時參加對電源了解的多一些，于是就選了13年的電源題（ACDC），那道題說起來也是叼，要求效率達到95%以上，估計這個坑了一批人。

我們用stm32f407做控制器。主功率電路分為兩級，前級是MOS管搭的全橋，這一級實現(xiàn)的是AC到DC轉換的功能，把40V峰值的交流電壓轉為50V的直流電壓，同時完成PFC功能，這也是這個方案中最為重要和麻煩的部分，要同時實現(xiàn)ACDC轉換和PFC功能，使用了兩個PID控制環(huán)路，內(nèi)PID控制環(huán)路是電流控制環(huán)路，用來使電流實時跟蹤電壓，從而實現(xiàn)PFC，這個PID控制器要求具有很短的調(diào)節(jié)時間，響應要很快，否則電流無法實時跟蹤電壓。外部PID控制環(huán)路是電壓控制環(huán)路，用于實現(xiàn)ACDC轉換，將40V峰值的交流電壓轉換為50V的直流電壓，其本質(zhì)就是輸入電壓成正弦變化，輸出值恒定的boost變換器。后一級其實就是buck變換器，用MOS管搭成半橋實現(xiàn)DCDC降壓轉換，這個轉換器本身不難，只需要一個PID控制器就可以，但是由于整機效率要求很高，這一級的效率要求更高，至少是98%以上，否則乘上前一級的效率，整機效率很難達到要求。由于我們的方案中將所有的二極管都替換為mos管，只要控制好pwm，避免共態(tài)導通問題，mos管的損耗可以降低到很小很小，在測試中，mos管幾乎不發(fā)熱。然后所用到的電感為了避免趨膚效應，都是用多股細線并繞，這樣也可以提高大概1%的效率。

講了這么多，下面上圖

左上部分為f4控制器，右上為傳感器——電壓互感器和霍爾傳感器。左下為后級buck，右下為前級ACDC變換器。變壓器用的是100VA的環(huán)牛。

這是測試時的波形圖，上邊是霍爾傳感器的測量輸出，可以看到電流已經(jīng)是正弦，但是過零點時測量誤差大一些。下面是ACDC變換器的直流輸出電壓。

上面是交流輸入電流波形，下面是交流輸入電壓波形?？梢钥吹诫娏饕呀?jīng)跟緊了電壓。

上面是交流輸入電流波形，下面是電流PID控制環(huán)路的誤差，這是用f4的DAC通過IO口輸出到示波器，便于觀察。 

 

帶載50Ω，輸出的設定值為36V，實際輸出值為36.010V。

功率因素測量儀的測量結果，PF=0.981 

整機的效率達到95%多一點，其他性能都ok。不過還是存在一個很大的問題，就是開關噪聲很大，為了避免開關噪聲對ADC采樣的影響，我們使用定時器觸發(fā)ADC轉換的方法來避開pwm的邊沿位置。

在調(diào)試的時候，最為蛋疼的莫過于ACDC轉換部分，一不小心就炸管，真是炸到心都碎了。。。。

不過還好有我們專業(yè)的大神指導，也算是一種磨練吧。