Введение в несколько методов управления однокристальным управляемым импульсным источником питания
Во-первых, микроконтроллер выдает напряжение (через микросхему DA или режим ШИМ), которое используется в качестве опорного напряжения для источника питания. Этот метод заменяет только исходное опорное напряжение микроконтроллером, который может вводить значение выходного напряжения источника питания с помощью кнопки. Микроконтроллер не добавляет контур обратной связи источника питания, и в схему питания не вносятся изменения. Этот метод является самым простым.
Во-вторых, расширить AD микроконтроллера, постоянно определяя выходное напряжение источника питания, регулируя выходной сигнал DA на основе разницы между выходным напряжением источника питания и заданным значением, управляя микросхемой ШИМ и косвенно контролируя работу блока питания. Таким образом, микроконтроллер был добавлен в контур обратной связи источника питания, заменив исходное звено усиления. Программа микроконтроллера должна использовать более сложный ПИД-алгоритм.
В-третьих, расширение AD микроконтроллера, непрерывное определение выходного напряжения источника питания и выдача ШИМ-волн на основе разницы между выходным напряжением источника питания и заданным значением, непосредственное управление работой источника питания. . Таким образом, микроконтроллер принимает самое активное участие в работе блока питания.
Третий метод представляет собой наиболее тщательный однокристальный микрокомпьютерный переключатель питания, но требования к однокристальным микроконтроллерам также самые высокие. Микроконтроллер должен иметь высокую скорость вычислений и иметь возможность выводить ШИМ-волны достаточно высокой частоты. Такие микроконтроллеры, очевидно, дороги.
Скорость микроконтроллеров на базе DSP достаточно высока, но и текущая цена также очень высока. С точки зрения затрат доля затрат на электроэнергию слишком велика, чтобы ее можно было принять.
Среди недорогих микроконтроллеров серия AVR является самой быстрой и имеет выход ШИМ, что можно рассмотреть для внедрения. Однако рабочая частота микроконтроллера AVR все еще недостаточно высока и используется неохотно. Ниже мы рассчитаем уровень, до которого микроконтроллер AVR может напрямую управлять работой импульсного блока питания.
В микроконтроллере AVR максимальная тактовая частота составляет 16 МГц. Если разрешение ШИМ составляет 10 бит, то частота волны ШИМ, также известная как рабочая частота импульсного источника питания, равна 16000000/1024=15625 (Гц). Для работы импульсного блока питания на этой частоте (в пределах звукового диапазона) явно недостаточно. Итак, если принять разрешение ШИМ равным 9 бит, рабочая частота импульсного источника питания на этот раз составит 16000000/512=32768 (Гц), что можно использовать за пределами звукового диапазона, но все же существует определенное расстояние от рабочая частота современных импульсных блоков питания.
Однако следует отметить, что {{0}}разрядность означает, что во время цикла включения и выключения силового транзистора его можно разделить на 512 частей. С точки зрения проводимости, при условии, что рабочий цикл равен 0,5, его можно разделить только на 256 частей. Учитывая, что ширина импульса не связана линейно с выходной мощностью блока питания, необходимо сделать как минимум еще один раз. Другими словами, выходную мощность можно контролировать не более чем до 1/128, независимо от изменений нагрузки или напряжения сети, степень управления может достигать только этой точки.
Также обратите внимание, что упомянутая выше только одна волна ШИМ работает на одном конце. Если требуется двухтактный режим (включая полумост), требуются две волны ШИМ, и указанную выше точность управления необходимо уменьшить вдвое, что можно контролировать только примерно до 1/64. Для источников питания с низкими требованиями, например, для зарядки аккумулятора, он может удовлетворить требования использования, но для источников питания, требующих высокой выходной точности, этого недостаточно.
