Enrique Malras Querol Development of DC-DC LLC...

Enrique Malras Querol

Development of DC-DC LLC Resonant Converter Control Application Software into LEARSAR Environment)

TREBALL DE FI DE GRAU

dirigit per Enric Vidal Idiarte

Grau d'Enginyeria Electrònica Industrial i Automàti ca

Tarragona

(2016)

A mi hermano...

Índice

Development of DC-DC LLC Resonant Converter control application software into LEARSAR environment Enrique Malras Querol

Índice

Agradecimientos I. Introducción

1. Introducción .................................................................................................................... 3

2. El Vehículo Eléctrico ...................................................................................................... 5 2.1 Ventajas e Inconvenientes Respecto al Vehículo de Combustión Interna ............... 5

2.2 Sistema de Transferencia de Energía de un Vehículo Eléctrico............................... 5

3. El Proyecto ...................................................................................................................... 9

3.1 Contexto de Realización ........................................................................................... 9

3.2 Punto de Partida y Objetivos .................................................................................... 9

3.3 Alcance ..................................................................................................................... 9

3.4 Planificación Temporal .......................................................................................... 10

II.El Convertidor DC-DC LLC Resonante 4. Los Convertidores DC-DC no Resonantes. El Hard-switching .................................... 13

5. Los Convertidores DC-DC Resonantes. El Soft-switching .......................................... 17

5.1 Principio de Funcionamiento General .................................................................... 17

5.2 Clasificación ........................................................................................................... 18

5.2.1 Convertidor Resonante Serie (SRC) ............................................................... 18

5.2.2 Convertidor Resonante Paralelo (PRC) .......................................................... 20

5.2.3 Convertidor Resonante LCC ........................................................................... 22

5.2.4 Convertidor Resonante LLC ........................................................................... 24

5.3 El Soft-switching .................................................................................................... 24

5.4 Ventajas y Desventajas de los Convertidores Resonantes ..................................... 25

6. El Control Digital .......................................................................................................... 27 6.1 Introducción ............................................................................................................ 27

6.2 Ventajas .................................................................................................................. 28

6.3 Inconvenientes ........................................................................................................ 28

7. Funcionamiento Detallado del Convertidor DC-DC LLC Resonante .......................... 29

7.1 Circuito ................................................................................................................... 29

7.2 Soft-switching ........................................................................................................ 29

7.3 Aproximación al Primer Armónico (FHA). Ganancia ........................................... 30

III. Descripción de los Dispositivos Utilizados 8. Hardware ....................................................................................................................... 37

8.1 El System on Chip UCD3138A64 .......................................................................... 37

Índice

Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Universitat Rovira i Virgili

8.1.1 Concepto de System on Chip .......................................................................... 37

8.1.2 Características Principales del UCD3138A64 ................................................ 38

8.2 Placa de Evaluación UCD3138A64CEVM-660 .................................................... 47

8.3 Placa de Evaluación de Potencia UCD3138LLCEVM-028 ................................... 48

9. Software ........................................................................................................................ 51

9.1 Code Composer Studio ........................................................................................... 51

9.2 Device GUI ............................................................................................................. 51

9.3 Fusion Digital Power Designer .............................................................................. 52

9.3.1 Funcionalidad "Monitor" ................................................................................ 52

9.3.2 Funcionalidad "Configure" ............................................................................. 53

9.3.3 Funcionalidad "Design" .................................................................................. 54

9.4 Doxygen ................................................................................................................. 56

IV. Desarrollo del Proyecto 10. Descripción del Software de Referencia ..................................................................... 61

10.1 Descripción General ............................................................................................. 61

10.2 Start Up ................................................................................................................. 62

10.2.1 Funcionalidades Generales ........................................................................... 62

10.2.2 Inicialización del Módulo GPIO ................................................................... 64

10.2.3 Inicialización de los Módulos UART ........................................................... 64

10.2.4 Inicialización de los Módulos DPWM ......................................................... 64

10.2.5 Inicialización de los Módulos Front End ...................................................... 65

10.2.6 Inicialización de los Módulos Filter ............................................................. 65

10.2.7 Inicialización del Módulo Loop Mux ........................................................... 65

10.2.8 Inicialización del Módulo ADC .................................................................... 66

10.2.9 Inicialización del Módulo PMBus ................................................................ 66

10.2.10 Inicialización del Módulo Fault Mux ......................................................... 66

10.2.11 Inicialización de interrupciones .................................................................. 66

10.3 Background Loop ................................................................................................. 67

10.3.1 Borrado de Data Flash .................................................................................. 67

10.3.2 Comunicación UART ................................................................................... 67

10.3.3 Comunicación PMBus .................................................................................. 67

10.4 IRQ ....................................................................................................................... 76

10.4.1 Funcionalidades Generales ........................................................................... 76

10.4.2 Power Supply Finit State Machine ............................................................... 77

Índice


10.5 FIQ ........................................................................................................................ 80

11. LearSAR ...................................................................................................................... 81

11.1 Objetivos .............................................................................................................. 81

11.2 Capas .................................................................................................................... 81

11.2.1 Microcontroller ............................................................................................. 81

11.2.2 MCAL (Microcontroller Abstraction Layer) ................................................ 82

11.2.3 ECUAL (ECU Abstraction Layer) ............................................................... 82

11.2.4 SRV (Services Layer) ................................................................................... 82

11.2.5 DFA (Data Flow Architecture) ..................................................................... 82

11.2.6 DGN (Diagnostics) ....................................................................................... 82

11.2.7 OS (Operative System) ................................................................................. 82

11.2.8 SME (System Monitoring Entity) ................................................................. 82

11.2.9 Application ................................................................................................... 82

11.2.10 CD (Complex Drivers) ............................................................................... 83

11.3 Concepto de Software Component (SWC) .......................................................... 83

11.4 Concepto de Three Letters Acronym (TLA) ........................................................ 83

11.4.1 Fichero [tla]_api.h ......................................................................................... 84

11.4.2 Fichero [tla].h ............................................................................................... 86

11.4.3 Fichero [tla].c ................................................................................................ 88

12. El High Level Design (HLD) ...................................................................................... 91 13. Desarrollo del Código ................................................................................................. 93

13.1 Metodología .......................................................................................................... 93

13.2 Descripción SWC ................................................................................................. 94

13.2.1 OMM (Operational Mode Manager) ............................................................ 94

13.2.2 CSS (Configure and Scale Service) .............................................................. 94

13.2.3 FEM (Front End Manager) ........................................................................... 95

13.2.4 FMM (Fault Mux Manager) ......................................................................... 95

13.2.5 PMM (PMBus Manager) .............................................................................. 95

13.2.6 CCC (Constant Current Control) .................................................................. 95

13.2.7 DPM (Digital Peripheral Manager) .............................................................. 95

13.2.8 ADC (ADC Driver) ...................................................................................... 96

13.2.9 DFD (Data Flash Driver) .............................................................................. 96

13.2.10 FED (Front End Driver) .............................................................................. 96

13.2.11 FIQ (Fast Interrupt Request) ....................................................................... 96

Índice


13.2.12 FMD (Fault Mux Driver) ............................................................................ 96

13.2.13 GPT (General Purpose Timer) .................................................................... 96

13.2.14 IRQ (Standard Interrupt Request) ............................................................... 97

13.2.15 LMD (Loop Mux Driver) ........................................................................... 97

13.2.16 MCU (Microcontroller Unit) ...................................................................... 97

13.2.17 PID (Filter Driver) ...................................................................................... 97

13.2.18 PMB (PMBus Driver) ................................................................................. 97

13.2.19 PWM (DPWM Driver) ............................................................................... 97

13.2.20 SWI (Software Interrupt Request) .............................................................. 98

13.2.21 UART (UART Driver) ............................................................................... 98

V. Mediciones en el Laboratorio 14. El Setup ..................................................................................................................... 101

14.1 Fuente de Tensión XDS 600-25 ......................................................................... 101

14.2 Panel de Mando BCB B2 ................................................................................... 102

14.3 Sensor de Seguridad Cerrado de Caja ................................................................ 102

14.4 Placas de Evaluación y Comunicación PMBus con PC ..................................... 102

14.5 Osciloscopio LeCroy 606 Zi y Sondas de Medida ............................................. 104

14.6 Carga Electrónica ZS Series ............................................................................... 105

14.7 Setup General ..................................................................................................... 106

15. Resultados ................................................................................................................. 107

15.1 Problemática de Salida ....................................................................................... 107

15.2 Comparación SW referencia y SW desarrollado ................................................ 107

15.3 Cambio de Carga ................................................................................................ 111

15.4 Problemática Cambio de MOSFETs .................................................................. 113

VI. Conclusiones 16. Repercusión del proyecto .......................................................................................... 119 17. Futuras Líneas de Trabajo ......................................................................................... 121

Bibliografía Anexos

Índice de Figuras


Índice de Figuras Figura 2.1: Diagrama Vehículo Eléctrico Enchufable........................................................... 6 Figura 2.2: OBC Desarrollado por la Empresa...................................................................... 6 Figura 2.3: Colocación de las Baterías de Alto Voltaje ........................................................ 7 Figura 4.1: Representación Esquemática de un MOSFET .................................................. 13

Figura 4.2: Disparo Ideal de un MOSFET .......................................................................... 13 Figura 4.3: Disparo Real de un MOSFET ........................................................................... 14 Figura 5.1: Diagrama de Bloques de un Convertidor Resonante ........................................ 17

Figura 5.2: Circuito del SRC ............................................................................................... 18 Figura 5.3: Circuito simplificado del SRC .......................................................................... 18 Figura 5.4: Curvas de Ganancia del SRC ............................................................................ 20 Figura 5.5: Circuito del PRC ............................................................................................... 20 Figura 5.6: Circuito Simplificado del PRC ......................................................................... 21 Figura 5.7: Curvas de Ganancia del PRC ............................................................................ 22 Figura 5.8: Circuito del LCC ............................................................................................... 22 Figura 5.9: Circuito Simplificado del LCC ......................................................................... 23 Figura 5.10: Curvas de Ganancia del LCC .......................................................................... 24 Figura 6.1: Forma de la Señal x(t) ....................................................................................... 27 Figura 6.2: Forma de la Señal x*(t) ..................................................................................... 27 Figura 7.1: Circuito del Convertidor DC-DC LLC Resonante ............................................ 29

Figura 7.2: Gráfico Estados Soft-switching ........................................................................ 30 Figura 7.3: Circuito Simplificado del Convertidor LLC ..................................................... 31 Figura 7.4: Curvas de Ganancia del Convertidor LLC ........................................................ 34 Figura 8.1: Diagrama de Bloques del SoC .......................................................................... 38 Figura 8.2: Esquemático del SoC ........................................................................................ 39 Figura 8.3: Diagrama de Conexionado de los DPP ............................................................. 41 Figura 8.4: Diagrama de Bloques del Front End ................................................................. 41 Figura 8.5: Diagrama de Bloques del Filter, Parte 1 ........................................................... 42 Figura 8.6: Diagrama de Bloques del Filter, Parte 2 ........................................................... 43 Figura 8.7: Diagrama de Bloques del Filter, Parte 3 ........................................................... 43 Figura 8.8: Diagrama de Bloques del DPWM ..................................................................... 44 Figura 8.9: Diagrama de Bloques del Fault Mux ................................................................ 46 Figura 8.10: Placa de Evaluación UDC3138A64CEVM-660 ............................................. 48

Figura 8.11: Placa de Evaluación UCD3138LLCEVM-028 ............................................... 49

Figura 9.1: Captura de Pantalla del CCS ............................................................................. 51 Figura 9.2: Captura de Pantalla del Device GUI ................................................................. 52 Figura 9.3: Pantalla Monitor de FDPD ................................................................................ 53 Figura 9.4: Pantalla Configure de FDPD ............................................................................ 54 Figura 9.5: Pantalla Elección del Convertidor .................................................................... 55 Figura 9.6: Diagramas de Bode del Convertidor Elegido ................................................... 55

Figura 9.7: Pantalla de Elección de las Constantes de Control ........................................... 56

Figura 10.1: Diagrama de Ejecución del SW de Referencia ............................................... 61

Índice de Figuras


Figura 10.2: Diagrama de Funcionamiento de los DPWM ................................................. 64

Figura 10.3: Diagrama de Conexión de los DPP en el SW de Referencia .......................... 66

Figura 10.4: Paquete de Transmisión en Lectura ................................................................ 68 Figura 10.5: Paquete de Transmisión en Escritura .............................................................. 69 Figura 10.6: Diagrama de Funcionamiento del Estado IDLE ............................................. 71

Figura 10.7: Diagrama de Funcionamiento del Estado WRITE_BLOCK .......................... 72

Figura 10.8: Diagrama de Funcionamiento del Estado READ_BLOCK ............................ 73

Figura 10.9: Diagrama de Funcionamiento del Estado WAIT_FOR_EOM ....................... 74

Figura 10.10: Diagrama de Funcionamiento de la FSM del SW de Referencia ................. 78

Figura 11.1: Diagrama de Capas LearSAR ......................................................................... 81 Figura 11.2: Diagrama de los Ficheros que Forman un SWC ............................................. 84

Figura 11.3: Fichero [tla]_api.h ........................................................................................... 85 Figura 11.4: Fichero [tla].h .................................................................................................. 87 Figura 11.5: Fichero [tla].c .................................................................................................. 89 Figura 12.1: HLD de la Aplicación Final ............................................................................ 91 Figura 13.1: Código Recuperado de ADC, Parte 1 ............................................................. 93 Figura 13.2: Código Recuperado de ADC, Parte 2 ............................................................. 93 Figura 14.1: Diagrama del Setup ....................................................................................... 101 Figura 14.2: Fuente de Tensión XDS 600-25 .................................................................... 102 Figura 14.3: Sensor de Cerrado de Caja ............................................................................ 102 Figura 14.4: Inserción de la Placa de Evaluación del SoC en la Placa de Evaluación LLC ........................................................................................................................................... 103

Figura 14.5: Conexionado de la Placa de Evaluación del SoC con el Master de PMBus . 103

Figura 14.6: Osciloscopio LeCroy 606 Zi ......................................................................... 104 Figura 14.7: Sonda de corriente CP150 ............................................................................. 104 Figura 14.8: Sonda de corriente CP031 ............................................................................. 105 Figura 14.9: Sonda de tensión diferencial ADP 305 ......................................................... 105 Figura 14.10: Carga Electrónica ZS Series ....................................................................... 105 Figura 14.11: Setup General .............................................................................................. 106 Figura 14.12: Interior de la Caja de Metacrilato ............................................................... 106 Figura 15.1: Resultados Ejecutando el SW de Referencia para una Entrada de 350 V .... 108

Figura 15.2: Resultados Ejecutando el SW Desarrollado para una Entrada de 380 V ...... 109

Figura 15.3: Resultados Ejecutando el SW Desarrollado para una Entrada de 400 V ...... 110

Figura 15.4: Comportamiento frente al Cambio de Carga, Parte 1 ................................... 111




Figura 15.8: Gráfica del Cambio de la Frecuencia de Conmutación frente a la Corriente de Salida ................................................................................................................................. 113

Figura 15.9: Señales DPWM0A y DPWM0B ................................................................... 114 Figura 15.10: Dead Times ................................................................................................. 115

Índice de Tablas


Índice de Tablas Tabla 3.1: Planificación Temporal ...................................................................................... 10 Tabla 10.1: Comandos PMBus Soportados por el Sistema ................................................. 75

Tabla 12.1: Relación de los SWC que Conforman el Proyecto .......................................... 92

Tabla 13.1: Tabla Resumen Nomenclatura TLA................................................................. 94

Glosario


Glosario A Amperio AC Alternating Current ADC Analog to Digital Converter APP Application Layer CIM Central Interrupt Manager CPCC Constant Power Constant Current CPU Central Process Unit DAC Digital to Analog Converter DC Direct Current DFA Data Flow Architecture DGN Diagnostics Layer DPP Digital Power Peripheral DPWM Digital Pulse Width Modulator EADC Error Analog to Digital Converter ECU Electronic Control Unit ECUAL Electronic Control Unit Abstraction Layer EOM End Of Message EV Electric Vehicle FDPD Fusion Digital Power Designer FHA First Harmonic Approximation FSM Finit State Machine GPIO General Purpose Input Output GS/s Gigasamples per second Hz Hertz HV High Voltage I2C Inter-Integrated Circuit kB kilo Byte ksps kilo samples per second kW kilo Watts LED Light Emitting Diode LV Low Voltage MCAL Microcontroller Abstraction Layer MHz Mega Hertz MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor ns nanosecond OBC On-Board Charger OS Operating System PC Personal Computer PFC Power Factor Corrector PID Proportional-Integral-Derivative PMBus Power Module Bus PRC Parallel Resonant Converter ps picosecond PWM Pulse Width Modulator RAM Random Access Memory RISC Reduced Instruction Set Computing ROM Read Only Memory s second

Glosario


SMBus System Management Bus SME System Monitoring Entity SoC System on Chip SPI Serial Peripheral Interface SRC Series Resonant Converter SRV Services Layer SWC Software Component TI Texas Instruments TLA Three Letter Acronym UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter USB Universal Serial Bus V Volt W Watt WDT Watchdog Timer

Agradecimientos


Agradecimientos A continuación paso a citar a aquellas personas sin las cuales no hubiese sido posible el desarrollo del proyecto, y que por ello, les debo mi más sincero agradecimiento. En primer lugar a los profesores de la Universidad Rovira i Virgili, a los que aman su trabajo y lo transmiten a los alumnos. Sin duda son los que han hecho que me guste el mundo de la ingeniería electrónica. Un agradecimiento especial a mi profesor y director de proyecto Enric Vidal, por su ayuda y consejo. Agradezco enormemente a la empresa Lear Corporation darme la oportunidad de realizar éste proyecto junto a ellos; en especial agradezco la inmensa disposición y ayuda de mis tres tutores: Rafael Jiménez, Jarold González y Rubén Molina. También me gustaría agradecer a mi familia su ayuda incondicional durante estos cuatro años. A mi otra familia Aurora, Jorge y Cristina, por su ayuda en mis inicios como ingeniero; a mi abuelo José María por su forma de escuchar y compartir sus experiencias; a mi abuela Elisa por ser un ejemplo de fortaleza; a mi padre Miguel, por su apoyo en las decisiones tomadas; a mi hermano Miguel por todo lo que le queda por hacer; y como no, a mi madre Tere por todo lo demás. Finalmente agradecer a cualquier persona que de manera directa o indirecta haya compartido mis buenos y mis malos momentos durante estos cuatro años. Especialmente a mis amigos, los que ya son para toda la vida. A todos, gracias.

Development of DC-DC LLC Resonant Converter control application software into LEARSAR environment 1 Enrique Malras Querol

Parte I Introducción

Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Universitat Rovira i Virgili 2

1. Introducción


1. Introducción

Año tras año, la demanda y la necesidad de medios de transporte se ve aumentada, tanto a nivel de transporte de personas como a nivel de transporte de mercancías. Solamente en España, y según [30], existen matriculados alrededor de 700 vehículos de motor por cada 1000 habitantes. La creciente emisión de CO2 a nivel mundial que este fenómeno supone, debería provocar serias reacciones de preocupación medioambiental.

Por otra parte, la limitada disponibilidad del petróleo en la tierra y los intereses

políticos y económicos que supone la posesión de este combustible fósil, provoca grandes fluctuaciones del precio del combustible, normalmente con tendencia al alza. Todo ello ha fomentado en las últimas décadas la aparición de alternativas al vehículo de combustión interna clásico.

Como todos conocemos, la alternativa más viable al vehículo de combustión interna la encontramos en los vehículos eléctricos. Hace ya unos años aparecieron lo que se conoce como vehículos 'híbridos' que combinan tanto motor eléctrico como motor de combustión, en múltiples combinaciones de trabajo. Hoy en día ya existen modelos comercializados de vehículos que funcionan completamente con energía eléctrica y, por consiguiente, que no emiten CO2 a la atmósfera durante la circulación. Sin embargo, todavía no hay una total implantación en el mercado de este tipo de vehículos, debido a los temas que se tratan en los apartados siguientes.

Parte I: Introducción


2. El Vehículo Eléctrico


2. El Vehículo Eléctrico 2.1 Ventajas e Inconvenientes Respecto al Vehículo de Combustión Interna Las principales ventajas que aporta el vehículo eléctrico pueden resumirse en:

• Bajo coste por Km • Alta eficiencia energética, ya que mucha de la energía que aporta el combustible al

vehículo de combustión interna es disipada en calor • Los motores eléctricos son menos voluminosos, menos pesados y requieren menos

mantenimiento que los motores de combustión interna

• Sin emisión de gases de efecto invernadero en la circulación • Vehículos silenciosos

Como se ha visto, múltiples son las ventajas de los vehículos eléctricos. Sin embargo, los inconvenientes que aún poseen son el factor determinante de la no implantación total de estos vehículos en el mercado. Sin duda, el principal inconveniente que presentan este tipo de vehículos es la escasa autonomía. Por norma general, las baterías son pesadas, voluminosas, caras y con recarga bastante lenta. Es por este motivo que cualquier mejora en eficiencia energética de cualquier sistema del vehículo eléctrico será de gran utilidad en esta industria. Por otro lado, también es necesaria la investigación en nuevos materiales almacenadores de energía que sustituyan a los actuales, aportando una mayor densidad de energía a los módulos de baterías. Un ejemplo de estos nuevos materiales podría ser el grafeno, un material formado por carbono que permite según [20] alcanzar densidades de energía 5 veces superior a las actuales células de Ión-Litio y velocidades de carga del orden de 30 veces más rápidas. Otro inconveniente de este tipo de vehículos es la cantidad de sistemas que necesita para la correcta transferencia de energía entre los diferentes módulos que lo conforman. Sin embargo, desde nuestro punto de vista, este inconveniente se convierte en una línea de investigación y desarrollo con gran tendencia al alza en el futuro. 2.2 Sistema de Transferencia de Energía de un Vehículo Eléctrico En este apartado se describen los principales módulos de conversión y almacenaje de energía que constituyen el vehículo eléctrico.



Figura 2.0.1: Diagrama Vehículo Eléctrico Enchufable

En la Figura 2.1 se pueden observar los diferentes módulos que constituyen el sistema de transferencia de energía en un vehículo eléctrico enchufable. En primer lugar (1) tenemos lo que se conoce como On-Board Battery Charger (OBC). Este módulo se encarga de la correcta carga de la batería de alto voltaje del vehículo (2), sirviendo de enlace entre la propia batería y la red eléctrica. Es importante que el OBC esté integrado dentro del propio vehículo, ya que por el contrario sería necesario disponer de un sistema similar en cada uno de los puntos de red en los que se realizase la carga de la batería. La inclusión de este sistema en el interior del vehículos permite asegurar una carga correcta desde cualquier toma de red. A su vez, el OBC está formado por un rectificador, un convertidor DC-DC elevador como corrector del factor de potencia (PFC) y un convertidor DC-DC reductor para la conexión al bus de alto voltaje.

Figura 2.0.2: OBC Desarrollado por Lear Corporation

4

3

2

1



Como segundo bloque (2) tenemos el bloque de batería de alta tensión, el sistema de almacenamiento de energía para todos los sistemas del vehículo. Normalmente está formada por un agrupamiento de células de Ión-Litio en serie y en paralelo, hasta alcanzar una tensión de unos 380-400 V. Hoy en día constituye la parte más voluminosa y pesada de este tipo de vehículos. En la Figura 2.3 nos podemos hacer una idea de ello:

Figura 2.0.3: Situación de las Baterías de Alto Voltaje

En tercer lugar aparece el inversor de potencia (3), que se encarga de proporcionar al motor tensión alterna para su funcionamiento. Debe ser un convertidor bidireccional, que permita tanto la transferencia de energía de la batería al motor para el funcionamiento normal como la transferencia de energía del motor a la batería para implementar el sistema de frenado regenerativo. Finalmente tenemos un convertidor DC-DC auxiliar (4) que permite alimentar el resto de cargas del vehículo, normalmente de 12 V a 24 V según modelos, desde el bus de alto voltaje. Ejemplos de estas cargas serían las luces, los motores eléctricos de las ventanas y limpiaparabrisas, sistemas de aire acondicionado... Incluso puede aparecer, según modelos, una batería de LV (Bajo voltaje). Debe tratarse de un convertidor con aislamiento, puesto que por normativa, las masas de ambas baterías deben estar aisladas.



3. El Proyecto 3.1 Contexto de Realización

El proyecto se enmarca dentro de la empresa Lear Corporation Holding Spain, S.L.U. Concretamente en el departamento de Software & Systems, y en la división de High Power Electronics Software. Ha sido realizado mediante un convenio de prácticas externas no curriculares con la Universidad Rovira i Virgili. 3.2 Punto de Partida y Objetivos Se partirá de un software de referencia proporcionado por Texas Instruments que realiza el control digital de un convertidor DC-DC LLC Resonante, sobre un controlador digital SoC (System on Chip). Los objetivos principales del proyecto son los siguientes:

• Desarrollo de un HLD (High Level Design) basado en la arquitectura de software LearSAR (Lear Software Architecture), con la intención de que éste pueda servir como punto de partida del desarrollo del presente proyecto y de otros proyectos de características similares.

• Desarrollo de un software de control basado en la aplicación de referencia proporcionada por TI y en el HLD desarrollado en el apartado anterior

• Comprobación de la funcionalidad del software desarrollado frente a la funcionalidad del software de referencia, mediante pruebas sobre placa de evaluación del convertidor DC-DC 3.3 Alcance La realización del proyecto pretende:

• Estudio del principio de funcionamiento del convertidor DC-DC LLC Resonante

• Familiarización y estudio de documentación de los diversos dispositivos que se van a utilizar durante el desarrollo del proyecto:

o A nivel hardware: � SoC sobre el que se desarrollará la aplicación: UCD3138A64. � Placa de evaluación del SoC: UCD3138A64CEVM-660. � Placa de evaluación del convertidor: UCD3138LLCEVM-028.

o A nivel software: � Entorno de desarrollo del HLD: Enterprise Architect � Entorno de desarrollo de código: CCS (Code Composer Studio). � Entorno de flasheado del SoC: UCD3138xx Device GUI.



� Entorno de monitorización de datos, configuración de PIDs, comunicación PMBus...: Fusion Digital Power Designer.

• Estudio de la documentación relacionada con el software de referencia.

• Estudio de la documentación relacionada con LEARSAR (LEAR Software Architecture) .

• Implementación del HLD (High Level Design).

• Implementación y desarrollo de la aplicación final.

• Validación del software mediante la comparación con el software de referencia

A priori, queda fuera del alcance del proyecto:

• La mejora u optimización de las prestaciones del software de referencia. Las modificaciones que sufrirá el software desde su versión inicial hasta la versión final, siempre estarán orientadas a la adaptación del mismo al HLD desarrollado.

• La modificación de cualquier placa de evaluación con el objetivo de aumentar prestaciones. 3.4 Planificación Temporal A continuación se adjunta la planificación temporal del proyecto durante la estancia en la empresa. Nótese que la tabla no comprende el trabajo de redacción de la memoria del proyecto, que se llevo a cabo después del periodo de prácticas.

Tabla 3.1: Planificación Temporal

1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4

LLC Converter Topology Introduction X X X X

SoC PLATFORM LEARNING X X X X

HIGH LEVEL DESIGN X X X X

CODE DEVELOPMENT X X X X

CODE DOCUMENTATION X X X X

TARGET TEST X X X X

DecemberJuly August September October November January February March April

11


Información Confidencial El presente proyecto contiene información confidencial que no ha sido publicada. Para más información contactar con:

Enrique Malras Querol [email protected]

Enric Vidal Idiarte [email protected]

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