基于STM32的同步整流Buck-Boost数字电源 开源
内容提要
这是一款基于STM32G474的四开关Buck-Boost数字电源，支持TypeC接口PD诱骗输入和DC5.5接口输入，输入/输出最高48V10A。使用STM32G474单片机实时监测电压和电流，并通过PID控制算法调整PWM占空比，实现过压过流保护。可通过OLED屏查看参数，通过旋转编码器和按钮设置输出电压和电流，通过Type-C接口与上位机通信，通过上位机软件查看参数和波形。
延伸解读
关键参数与实测表现
文章给出了电源的详细性能参数和实测数据。输入电压范围12V至48V，输出最大功率450W，输出电压纹波峰峰值≤200mV。实测中，36V输入、12V2A输出时纹波约42mV；转换效率在多个工况下超过90%，最高达94.3%。这些数据表明该设计在宽输入范围和较高功率下具有较好的效率与纹波控制，但实际性能可能受负载和散热条件影响。
设计要点与选型逻辑
文章详细介绍了电感、电容和MOSFET的选型计算过程。电感值基于Buck和Boost两种模式中要求更高的Boost模式计算，最终选用22μH；电容则根据纹波要求计算并留有余量，选用220μF固态电容和470μF电解电容并联。MOSFET选用国产CJAC80SN10，兼顾100V耐压、80A电流和低导通电阻。这些计算和选型体现了数字电源设计中理论计算与工程余量结合的特点。
已知问题与使用限制
作者明确指出了两个已知问题：辅助电源芯片SY8205在低负载时进入PFM模式会产生轻微噪音；恒流模式的PID控制程序不稳定，仅在纯电阻负载下表现良好，恒压模式则无此问题。此外，Type-C和DC接口不允许同时接入，且Type-C接口最高支持20V/100W输入。这些限制提醒使用者在特定场景下需注意电源的适用性。
开源资料与扩展性
该项目开源了原理图、PCB、程序源码和外壳3D模型等资料，硬件使用嘉立创EDA设计，程序代码托管于Gitee和GitHub。控制面板预留了USART2接口，可更换为串口屏或外接ESP32实现联网控制，体现了较好的扩展性。对于学习数字电源设计或进行二次开发的读者，这些资料具有较高的参考价值。
Q&A
这款数字电源的输入输出电压范围是多少？
输入电压范围为12Vdc~48Vdc，输出电压范围为0.5Vdc~48Vdc。
如何通过控制面板设置电源的输出电压和电流？
可以通过旋转编码器和按钮设置输出电压和电流，设置的数据会自动保存到Flash存储芯片。
这款电源支持哪些快充协议？
电源支持BC1.2、PD3.0/2.0等多种快充协议。
电源的最大输出功率是多少？
电源的最大输出功率为450W。
该电源如何实现过压过流保护？
电源通过STM32G474单片机实时监测电压和电流，并通过PID控制算法调整PWM占空比来实现过压过流保护。
电源的转换效率最高能达到多少？
电源的最高转换效率为94.3%。
