基于STM32F103为主控的5KW 混合储能系统48V电池+500V光伏+220V逆变（AD...
基于STM32F103为主控的5KW 混合储能系统48V电池+500V光伏+220V逆变（AD格式）（功率板）
凌晨三点的实验室里，咖啡机第N次发出抗议的嗡鸣。眼前的STM32F103开发板连着三个示波器探头，屏幕上跳动着48V电池组的充放电曲线。这个5KW混合储能系统的核心算法，就藏在这块巴掌大的蓝色电路板里。
电源切换逻辑是整套系统的命门。当光伏电压超过450V时，需要立即切断电网供电转由太阳能供电，这个过程必须在20ms内完成。代码里用状态机处理这种瞬态切换：
// 电源状态枚举 typedef enum { BATTERY_MODE, SOLAR_MODE, GRID_MODE, FAULT_MODE } PWR_ModeTypeDef; void PWR_SwitchHandler(void) { static uint32_t last_solar_voltage = 0; uint32_t current_solar = ADC_GetValue(SOLAR_VOLTAGE_CH); // 电压突变检测（防震荡） if(abs(current_solar - last_solar_voltage) > 50) { if(current_solar > SOLAR_THRESHOLD) { if(PWM_GetDuty(INVERTER_PWM_CH) < 85) { Relay_Set(SOLAR_RELAY, ON); PWM_SetDuty(INVERTER_PWM_CH, 8500); // 85%占空比 Delay_ms(15); // 等待电容充电 Relay_Set(GRID_RELAY, OFF); } } last_solar_voltage = current_solar; } }这段代码藏着两个实战技巧：首先是电压变化的绝对值判断，防止光照波动导致的继电器频繁跳动；其次是PWM预调节后再切换继电器，避免浪涌电流冲击触点——这是烧了三块功率板换来的经验。
逆变器的SPWM生成用了TIM1的互补输出，死区时间必须精确到ns级。有次因为库函数配置失误导致上下管直通，瞬间炸管的焦糊味让我记了整整一周：
void PWM_InitForInverter(void) { TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC; htim1.Instance = TIM1; htim1.Init.Prescaler = 0; htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED3; htim1.Init.Period = 1680; // 载波频率10kHz htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; HAL_TIM_PWM_Init(&htim1); // 死区时间配置（62ns） __HAL_TIM_SET_DEADTIME(&htim1, 12); sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; sConfigOC.Pulse = 840; // 初始50%占空比 sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET; sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET; HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1); }注意CounterMode选用了中心对齐模式，这样产生的SPWM谐波更小。但HAL库的DEADTIME计算有点坑，实际示波器测量发现配置值需要乘以TIM_CLOCK周期，后来在Reference manual里翻到公式才搞明白。
基于STM32F103为主控的5KW 混合储能系统48V电池+500V光伏+220V逆变（AD格式）（功率板）
电池管理部分最头疼的是库仑计校准。STM32的ADC在采样48V总线时，哪怕用差分输入也会引入噪声。后来在硬件上加了个RC滤波，软件端做了滑动窗口滤波：
#define BATT_FILTER_WINDOW 16 uint32_t battery_voltage_filter() { static uint16_t raw_values[BATT_FILTER_WINDOW]; static uint8_t index = 0; uint32_t sum = 0; raw_values[index++] = ADC_GetValue(BATT_VOLTAGE_CH); if(index >= BATT_FILTER_WINDOW) index = 0; for(int i=0; i<BATT_FILTER_WINDOW; i++){ sum += raw_values[i]; } // 校准系数存储在Flash return (sum / BATT_FILTER_WINDOW) * (*((float*)0x0800FC00)); }滑动窗口滤波比简单的均值滤波更节省内存，特别是在STM32F103这种只有20K RAM的芯片上。那个0x0800FC00地址保存着产线校准的电压系数，用指针强制转换读取比用EEPROM模块更直接——当然，前提是Bootloader里已经写好了校准数据。
当光伏、电池、市电三路电源同时接入时，优先级仲裁算法就像在钢丝上跳舞。某次测试中因为状态标志位的判断顺序错误，导致系统在三种模式间疯狂震荡。后来改用原子操作加状态锁才解决：
__inline void PWR_StateLock(PWR_ModeTypeDef new_mode) { static __IO uint32_t lock = 0; while(__LDREXW(&lock) != 0); // 等待状态锁释放 if(__STREXW(1, &lock) == 0) { current_pwr_mode = new_mode; __DMB(); // 内存屏障确保数据同步 lock = 0; } }这里用到了Cortex-M3的独占访问指令LDREX/STREX，比关中断的方式更优雅。DMB指令防止编译器优化打乱内存访问顺序，确保状态变量被正确写入。
凌晨五点，示波器上的并网电流波形终于呈现出完美的正弦曲线。关掉实验台灯光时，瞥见窗外泛起鱼肚白——新一天的太阳即将升起，而我们的光伏控制器，正等待着捕获第一缕晨光。