艾默生 15 kW 直流充电模块软件功能说明书V2.1一、产品定位本模块为面向超级充电站≥250 kW 系统功率的子单元单模块 15 kW/750 V支持 16 模块并联。DSP28035 作为主控完成 PFC 级与 DC/DC 级全数字控制、系统级 CAN 调度、安全保护及在线升级。软件设计目标全工况效率 ≥96 %230 Vac 输入400 V 输出50 %~100 % 负载。并联不均流度 ≤3 %额定电流 20 A16 模块。故障停机到安全放电完成 ≤50 ms。支持充电桩国标 18487.1-2015、OCPP 1.6J 协议映射。二、总体架构┌──────────────┐│ 系统层SCU/后台│←→CAN←→│ 模块层本 DSP│└──────────────┘ └────────────────┘├─PFC 单元交错 Boost双环平均电流模式├─DC/DC 单元LLC 谐振PFM相移混合调制├─采样/保护电压、电流、温度、绝缘、弧光├─并联均流无主机 CAN 广播算法└─BootLoader双镜像冗余断点续传三、任务划分与时序10 kHz 快速环PWM 同步中断‑ PFC 电流环、LLC 谐振电流环、输入过零锁相。1 kHz 慢速环Timer0‑ 电压环、功率限幅、温度降额、风扇 PID。50 Hz 系统帧Timer1‑ CAN 协议栈、均流仲裁、故障状态机、LED 呼吸。后台任务主循环 idle‑ EEPROM 磨损均衡、事件记录、在线升级校验。四、核心控制策略PFC 级‑ 前馈解耦输入电压前馈 输出电压平方补偿THD≤5 %。‑ 轻载脉冲跳跃Burst 模式自动切换待机功耗 ≤8 W。DC/DC 级‑ 混合调制f85 kHz 时纯 PFM85~250 kHz 插入相移全范围 ZVS。‑ 同步整流自适应关断根据负载电流动态调整 SR 提前量降低体二极管损耗。并联均流‑ 广播周期 20 ms数据帧包含“电流温度老化系数”。‑ 采用一致性算法任一模块掉线 50 ms 内自动剔除无需主机。五、故障分级与响应Level-1自恢复输入过压、风扇转速偏低、CAN 瞬断。Level-2降额散热器 85 ℃、绝缘阻抗 500 kΩ、母线纹波 5 %。Level-3锁存停机输出过压 810 V、过流 125 A、弧光检测、母线短路。所有 Level-3 故障写入 EEPROM 黑匣子记录故障前 200 ms 关键数据支持上位机一键导出。六、在线升级BootLoader双镜像分区A 区运行区、B 区升级区上电根据 CRC 选择有效镜像。断点续传每 1 kB 块携带 16 bit CRC失败自动重传 3 次。回滚机制新镜像启动后 30 s 内若无“升级成功”指令自动回滚至旧版本。七、关键性能数据项目 实测值启动时间 3.2 s含 PFC 母线建立动态响应 0→100 % 负载跃变电压恢复 150 μs待机损耗 7.8 W230 Vac峰值效率 96.4 %400 V/20 A并联不均流度 2.1 %16 模块满载故障录波深度 200 ms1 kHz 采样八、软件版本管理版本号规则主.次.修订.构建如 2.1.17.423‑ 主版本协议或硬件接口不兼容时递增。‑ 次版本新增功能向下兼容。‑ 修订缺陷修复。‑ 构建CI 自动递增。Git Tag 与二进制一一对应Release Note 自动生成基于 commit message 及 Jira 关联。九、安全与合规‑ 安规IEC 61851-1、UL 2202、EN 61000-6-4。‑ 功能安全符合 IEC 61508 SIL2 要求关键信号双通道互检。‑ 网络安全BootLoader 支持 AES-128 在线解密CAN 接口支持白名单过滤。十、维护与诊断远程日志通过 CAN 上传运行日志支持 MQTT 透传。黑匣子故障触发时自动保存 40 个关键变量上位机图形化回放。寿命预测基于 LLC 谐振腔阻抗漂移及母线电容 ESR 增长模型提前 30 天预警。十一、缩略语PFCPower Factor CorrectionLLCInductor-Inductor-Capacitor resonant converterZVSZero Voltage SwitchingSRSynchronous RectificationSCUSystem Control UnitOCPPOpen Charge Point Protocol—— 结束 ——