Как реализовать проект импульсного источника питания с интеллектуальным управлением
Интеллектуальный переключатель управления блоком питания, от контроля только выходной мощности, существует несколько методов управления. Во-первых, однокристальный микрокомпьютер выдает напряжение (через микросхему DA или режим ШИМ), которое используется в качестве опорного напряжения источника питания. Этот метод заменяет только исходное опорное напряжение однокристальным микрокомпьютером, а значение выходного напряжения источника питания можно вводить с помощью кнопок. Однокристальный микрокомпьютер не включается в цепь обратной связи источника питания, и схема питания не сильно меняется. Этот способ самый простой.
Во-вторых, расширить AD однокристального микрокомпьютера, постоянно определять выходное напряжение источника питания, регулировать выход DA в соответствии с разницей между выходным напряжением источника питания и заданным значением, управлять ШИМ. чип, и косвенно контролировать работу блока питания. Таким образом, однокристальный микрокомпьютер был добавлен в контур обратной связи источника питания, заменяя исходное соединение сравнения и усиления, а программа однокристального микрокомпьютера должна использовать более сложный ПИД-алгоритм. В-третьих, расширить AD однокристального микрокомпьютера, непрерывно определять выходное напряжение источника питания и выводить волны ШИМ в соответствии с разницей между выходным напряжением источника питания и заданным значением и напрямую контролировать работу. источника питания. Таким образом, однокристальный микрокомпьютер больше всего вмешивается в работу источника питания.
Третий способ - это наиболее тщательный интеллектуальный переключатель управления однокристальным микрокомпьютером, но он также предъявляет самые высокие требования к однокристальному микрокомпьютеру. Требуется, чтобы скорость работы однокристального микрокомпьютера была высокой и он мог выдавать волну ШИМ с достаточно высокой частотой. Очевидно, что такой микроконтроллер стоит дорого. Скорость однокристального микрокомпьютера DSP достаточно высока, но текущая цена также очень высока. Учитывая стоимость, на него приходится значительная часть стоимости источника питания, поэтому он не пригоден для использования. Среди дешевых однокристальных микрокомпьютеров серия AVR является самой быстрой и имеет ШИМ-выход, что можно учитывать. Однако рабочая частота однокристального микрокомпьютера AVR все еще недостаточно высока, и его практически невозможно использовать. Давайте конкретно посчитаем, на каком уровне микроконтроллер AVR может напрямую управлять импульсным блоком питания.
В микроконтроллере AVR тактовая частота до 16МГц. Если разрешение ШИМ 10 бит, то частота волны ШИМ, то есть рабочая частота импульсного источника питания, равна 16000000/1024=15625 (Гц), а этого явно недостаточно. чтобы импульсный блок питания работал на этой частоте (в звуковом диапазоне). Тогда примите разрешение ШИМ равным 9 бит, а рабочую частоту импульсного источника питания на этот раз 16000000/512=32768 (Гц), что можно использовать вне диапазона звуковых частот, но все же существует определенное расстояние от рабочая частота современных импульсных блоков питания. Однако следует отметить, что 9-разрядное разрешение означает, что цикл включения-выключения лампы питания можно разделить на 512 частей. Что касается включения, то, полагая, что коэффициент заполнения равен 0,5, его можно разделить только на 256 частей. Учитывая нелинейную зависимость между шириной импульса и выходной мощностью источника питания, ее необходимо сложить как минимум вдвое, то есть выходную мощность источника питания можно регулировать максимум до 1/128, независимо от изменения нагрузки или изменения напряжения питания, степень управления может достичь этой точки только до тех пор, пока. Также обратите внимание, что, как описано выше, имеется только одна волна ШИМ, которая является несимметричной. Если требуется двухтактный режим (включая полумост), требуются две волны ШИМ, а вышеупомянутая точность управления будет уменьшена вдвое и может управляться только примерно до 1/64.
Он может удовлетворить требования к использованию источников питания с низким энергопотреблением, таких как зарядка аккумулятора, но этого недостаточно для источников питания, требующих высокой выходной точности. Подводя итог, можно сказать, что микроконтроллер AVR можно лишь с неохотой использовать для прямого управления ШИМ. Однако второй метод управления конструкцией интеллектуального переключателя управления, указанный выше, то есть однокристальный микрокомпьютер регулирует выходной сигнал DA, управляет микросхемой ШИМ и косвенно контролирует работу источника питания, но он не имеет такого высокого уровня. требования к однокристальному микрокомпьютеру, и однокристальный микрокомпьютер серии 51 является компетентным. Цена MCU 51 серии все еще ниже, чем у AVR. Недостатком конструкции интеллектуального переключателя управления является недостаточная динамическая реакция. Преимущество заключается в том, что конструкция является гибкой, например, защита и связь, комбинация однокристальных и ШИМ-чипов. Также сложно добиться однотактного управления. Поэтому я думаю, что однокристальный микрокомпьютер может выполнять некоторые гибкие аналоговые настройки, и за ним стоит чип ШИМ, который выполняет некоторую работу. Я видел статью об использовании микроконтроллера CPLD plus для управления.
Все мы знаем, что цена CPLD и сложность разработки ни в коем случае не сравнимы с ценами на однокристальные микрокомпьютеры, так зачем же он это делает? Причина, как сказал автор, в том, что ширина ШИМ однокристального микрокомпьютера мала, что приводит к низкой точности, которая не может удовлетворить требования системы. Автор также сказал, что в этих случаях применение схемы ШИМ вне кристалла, несомненно, является идеальным выбором. Он выбрал чип CPLD для реализации ШИМ. Предлагаю: для реализации все-таки использовать оригинальную микросхему управления импульсным блоком питания. Мало того, что цена низкая, но также легко реализовать функции защиты, такие как обнаружение тока за один цикл. Нам не нужен цифровой контроль ради цифрового контроля. Выше приведена конструкция интеллектуального переключателя управления, пожалуйста, друзья, примите участие в обсуждении и поправьте меня.
