广芯微电子（广州）股份有限公司今日正式发布基于其自研多功能工业实时微处理器UM32G421开发的全新一代720W双向四开关Buck Boost升降压充电管理模块，内置高效MPPT算法，集成电池充电管理功能，功率密度高于7W/cm³。该模块以超高转换效率、全场景安全防护及智能化控制为核心亮点，面向新能源储能、光伏系统、AGV/电动两轮车及工业电源等领域，提供高可靠、高适配的一站式DCDC数字电源解决方案。
双向四开关DCDC升降压充电管理模块（10cmx4cmx2.5cm）
该模块采用广芯微自研多功能工业实时微处理器芯片UM32G421来实现主要控制与数字电源功能。
UM32G421功能框图
UM32G421采用ARM Cortex-M4F内核，支持浮点运算，支持DSP指令集，性能强大，集成了包括高精度PWM、高采样率SAR ADC、硬件坐标旋转运算协处理器、丰富的外设接口等多种资源，可在-40~125℃稳定工作，能够满足工业控制、汽车电子、新能源等多个领域的应用需求。
控制系统设计框图
Buck-Boost系统框图
核心功能与技术亮点
1.双向Buck-Boost升降压控制，宽电压范围灵活适配，支持CV和CC模式
模块支持10V~75V宽范围输入与输出电压，采用双向四开关拓扑结构，实现升降压无缝切换，满足复杂工况下的电压匹配需求，适配锂电池、超级电容等多种储能设备。
DC-DC峰值效率：99%
轻载（<10%负载）效率：>95.97%
输入： 10-75V DC，支持太阳能光伏、铅酸/锂电池、工业电源等
输出： 10-75V DC
·恒压模式 (CV)：10-75V 可编程输出
·恒流模式 (CC)：0.5A - 15A 精准调节输出电流
工作温度范围：-40℃~+85℃（满足工业级严苛环境）
2.全阶段智能充电管理，适配多样化电池需求
支持涓流充电、预充、恒流充电、恒压充电等模式，精准控制充电流程，延长电池寿命，兼容多化学电池体系，包括铅酸电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池等，满足高安全性充电场景需求。
3.光伏MPPT与高效率能量转换
内置MPPT（最大功率点跟踪）算法，光伏追踪效率≥99.96%（行业领先），最大化太阳能利用率；DC-DC峰值转换效率高达99%，显著降低系统能耗，助力绿色能源应用。
4.多维度安全防护，保障系统稳定运行
集成OCP（过流保护）、OVP（过压保护）、UVP（欠压保护）、OTP（过温保护）及短路保护等软硬件机制，结合实时电压、电流、温度检测功能，确保极端环境下的系统稳定性与安全性。
·硬件过流保护 (HOCP)： 响应时间 < 500ns
·软件多级电流限制 (SOCL)： 基于系统状态动态调整保护阈。
·软件过压/欠压保护 (OVP/UVP)
·温度梯度监控与过温保护 (OTP)
·CAN 总线紧急关断：符合 ISO 11898 标准
5.高兼容性通信与扩展能力
支持CAN-FD高速通信协议，适配工业自动化与车载网络需求；预留扩展接口并提供CLI调试工具，支持二次开发，缩短客户产品开发周期。
应用领域
基于该模块的宽电压范围（10V~75V）、双向能量流动能力、MPPT功能及电池充电管理特性，其适用场景可覆盖以下领域：
1. 新能源汽车与充电设施
·车载充电机（OBC） ：实现车辆电池与电网/光伏系统的双向充放电。
·电池均衡系统：用于锂电池组内部电芯间的能量转移与均衡管理。
·直流快充桩：适配不同电压等级的电动汽车电池，提升充电兼容性。
2. 光伏储能一体化系统
·光伏MPPT控制器：最大化太阳能利用率，适配宽范围光伏板电压输出。
·储能逆变器前端：实现光伏-电池-负载的能量高效调度，支持离网/并网模式切换。
3. 工业与能源管理
·不间断电源（UPS） ：支持宽输入电压范围，适配不同电池组（铅酸、锂电），实现高效能量转换。
·智能电网设备：参与电网调峰，通过双向功率控制实现能源动态分配。
·工业自动化设备：为机器人、AGV小车等提供宽电压适配的电源解决方案。
4. 户外与移动能源系统
·便携式储能电源：适配多种电池类型，支持太阳能充电与多设备供电。
·房车/游艇供电系统：整合光伏、电池与负载管理，实现离网能源自给。
5. 特种与新兴领域
·5G基站储能系统：支持宽电压电池组，满足高可靠性与高效率需求。
·电动船舶动力系统：适配高压锂电池与低压直流母线的双向能量转换。
·农业光伏灌溉系统：结合MPPT与水泵控制，提升能源利用效率。
实验室测试
1.DC-DC效率测试
下图展示了Buck-Boost转换器在不同负载和输入电压下的效率性能：
·总体趋势：随着输入电压的变化，效率曲线呈现出波动的趋势，Buck模式下效率最高。
·负载功率影响：随着负载功率的增加，效率曲线整体上移，表明在较高负载下，转换器的效率更高。
·峰值效率：99.05%
·轻载效率：>95.97%
Buck-Boost效率（输出@48V）
2.MPPT追踪效率
光伏MPPT追踪效率达到了99.96%。
MPPT光伏追踪效率
