STM32F334在双向同步整流BUCK-BOOST电源中的信号调理与电路设计

"本文档主要介绍了基于STM32F334的双向同步整流BUCK-BOOST数字电源的设计，包括信号调理电路的详细解析。在电源设计中，信号调理电路对于精确测量输入输出电压和电流至关重要。" 在设计信号调理电路时，主要考虑了输入输出电压和输出电流的检测。输入输出电压检测是通过使用运算放大器TLV2374构建的差分电路来实现的。这种电路可以将输出电压按比例缩小到适合ADC（模拟数字转换器）采样的范围。对于输入电压，利用F334内部的运放进行比例缩小，然后送入ADC进行采样。输出电压检测电路的详细设计如图11所示，它有助于软件解算出实际的输出电压。 输出电流检测则采用了TLV2374的差分放大电路，其中采样电阻放置在电路的低端。由于采样电阻值较小，直接采样会导致压降不准确，因此需要通过放大电路先放大信号。考虑到电流可能正向和负向流动，负电压无法直接被MCU（微控制器单元）采样，设计中引入了一个1.65V的基准电压，这通过1:1电阻分压产生，并通过TLV2374组成的电压跟随器输出。这样的设计确保了无论电流流向如何，MCU都能准确采样。输出电流检测电路的结构如图12所示，而1.65V基准电压的生成如图13所示。 整个系统方案结构包括BUCK-BOOST主电路、辅助电源、驱动电路、信号调理电路、STM32F334主控电路以及OLED驱动电路。STM32F334作为主控芯片，其内部的HRPWM模块用于生成所需的脉宽调制（PWM）信号，驱动MOS管工作。此外，信号调理电路与ADC配合，用于采集输入电压、输出电压和输出电流等关键参数，确保了系统的稳定性和精度。 双向同步整流BUCK-BOOST变换器是一种高效能的电源解决方案，尤其适用于需要能量双向流动和升降压功能的场景，如太阳能发电、风力发电、微电网等。相比于单一的BUCK或BOOST电路，这种变换器具有更广泛的适用性。本设计采用的同步BUCK-BOOST拓扑结构由同步BUCK电路和同步BOOST电路级联构成，结构简洁且控制灵活。通过这样的设计，不仅可以实现能量的双向流动，而且可以在同一方向上实现升压或降压。 本文档详细阐述了信号调理电路在STM32F334主控的双向同步整流BUCK-BOOST数字电源中的应用，提供了一套完整的软硬件设计方案，对于理解和实施类似电源项目具有很高的参考价值。