雙向電源控制技術廣泛應用于戶用儲能、便攜式儲能和電動汽車等應用，在能源使用效率備受關注的今天，雙向電源必須滿足更高的效率和可靠性標準，高轉換效率已成為數字電源市場競爭的關鍵，這不僅順應全球節能減排的趨勢，也對促進電子設備小型化、集成化起到關鍵作用。

近年來第三代半導體材料如碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）在數字電源中的應用逐漸嶄露頭角，推動電源向小型化、高效化方向邁進，但與傳統硅基半導體材料相比，其成本依然較高，這在一定程度上制約了其在大規模應用中的普及速度。

AC/DC數字電源電路的拓撲結構通常由前級功率因數校正（PFC）和后級隔離型直流/直流（DC/DC）變換器組成，通常需分別由兩顆實時微控制器進行控制，存在以下問題：

· 芯片間的通信和數據交換實時性不足；

· 系統設計相對復雜，一定程度上增加選型、采購、升級、維護成本。

針對電源行業對高效率、低成本以及雙向工作能力的迫切需求，極海推出了全數字雙向電源參考方案。該方案采用單顆G32R501實時控制雙核MCU，基于兩相交錯的圖騰柱PFC和LLC諧振變換器，結合傳統硅MOSFET，實現兩級變換器雙向軟開關工作，為實現高效率、低成本的雙向數字電源解決方案提供了選擇。

G32R501全數字雙向電源參考方案介紹

極海G32R501全數字雙向電源參考方案，具備高效率、高可靠、高轉換率、低噪聲和高性價比等特點，同時配備全面的輸入/輸出保護和軟啟動功能，適用于通信電源、服務器電源、便攜儲能電源等多種場景。

該電源由兩級功率拓撲單元組成，前級為兩相交錯圖騰柱功率因數校正（PFC）電路，采用600V傳統的硅功率MOSFET；后級LLC諧振變換器采用原邊全橋結構，并通過兩個變壓器分攤損耗，副邊由兩組全波同步整流電路并聯構成。

G32R501全數字雙向電源參考方案實現框圖

G32R501全數字雙向電源參考方案部分參數

G32R501全數字雙向電源參考方案優勢：

單芯片高算力控制：G32R501主頻高達250MHz，可在單核內實現兩級變換器控制環路；

集成模塊化設計：G32R501內置PWM、COMP和CAP等，通過高速霍爾芯片采集電感電流，無需外部過零檢測，支持峰值電流靈活控制兩相交錯圖騰柱PFC（臨界模式），實現PFC全工作范圍的軟開關，有效避免MOSFET反并聯二極管的反向恢復損耗；

高效能量轉換：AC-DC和DC-DC兩級變換器，支持軟開關和雙向控制，整流/逆變模式峰值效率＞96.5％，額定工作效率＞96％，各工況效率完全符合80Plus鈦金標準；

靈活輸入輸出：高效轉換單相交流輸入電壓至直流輸出電壓，支持適宜電壓范圍內對電池系統恒功率充放電；

閉環交錯并聯技術：實現兩相變頻脈沖180°交錯控制，降低電流紋波和諧波，提升輕載效率；

快速保護與散熱：電源具有快速響應保護功能，配合可調速風扇散熱；

實時監控與調整：支持與上位機連接，可通過上位機實現運行監控、參數調整和程序升級。

G32R501全數字雙向電源參考方案

測試數據

G32R501實時控制MCU介紹：

高效運算處理性能：增強型存儲空間RAM可靈活配置為零等待訪問周期ITCM和DTCM，通過Cortex-M52內核的ACI功能，可將自定義指令直接納入內核處理，大幅提高運算能力，為電源應用中常用濾波器、補償器、鎖相環等算法提供運算加速；

精準控制外設：內置16個PWM通道，均支持典型值150ps的HRPWM輸出，滿足電源應用占空比、開關頻率、移相或死區的高分辨率控制要求；

豐富模擬外設：7個比較器，均內置2個12-bit DAC，支持消隱和濾波功能，可實現數字電源的峰值電流控制、過零檢測及跳閘監控保護；

4個可編程邏輯單元FLB，可為電源驅動提供靈活的組合邏輯或時序控制；

3個3.45 MSPS 12-bit ADC，支持31個外部通道，可為電源提供同步采集和短延時采集需求;

工作溫度覆蓋-40℃~125℃，對電磁環境有更高容忍度，可適應復雜工況環境。

G32R501實時控制MCU關鍵特點

面向數字電源應用市場，極海憑借性能卓越的G32R501實時控制MCU產品線、具備豐富成熟經驗的方案設計團隊以及快速響應的技術支持，可滿足工業控制和消費電子應用的數字電源需求，目前已與多家終端廠家開展了深度合作。極海將基于市場實際需求，持續在產品線布局、功能、性能上持續突破創新，助力數字電源產業向更高效率、更高功率密度、低成本發展，推動整個能源體系向綠色、可持續的發展方向轉型。