Як реалізувати дизайн імпульсного джерела живлення з інтелектуальним керуванням
Інтелектуальне джерело живлення перемикача керування, лише з контролю вихідної потужності, існує кілька методів керування. Один полягає в тому, що однокристальний мікрокомп’ютер видає напругу (через мікросхему DA або режим ШІМ), яка використовується як опорна напруга джерела живлення. Цей метод лише замінює вихідну опорну напругу на однокристальний мікрокомп’ютер, а значення вихідної напруги джерела живлення можна вводити за допомогою кнопок. Однокристальний мікрокомп'ютер не приєднується до контуру зворотного зв'язку джерела живлення, і схема живлення не сильно змінюється. Цей спосіб найпростіший.
Другий - розширити AD однокристального мікрокомп'ютера, постійно виявляти вихідну напругу джерела живлення, регулювати вихід DA відповідно до різниці між вихідною напругою джерела живлення та встановленим значенням, контролювати ШІМ чіп, і опосередковано управляти роботою блоку живлення. Таким чином, однокристальний мікрокомп’ютер було додано до контуру зворотного зв’язку джерела живлення, замінивши вихідну лінію порівняння та підсилення, а програма однокристального мікрокомп’ютера повинна прийняти більш складний алгоритм PID. По-третє, це розширення AD однокристального мікрокомп’ютера, безперервне визначення вихідної напруги джерела живлення та виведення ШІМ-хвиль відповідно до різниці між вихідною напругою джерела живлення та встановленим значенням і безпосереднього керування роботою джерела живлення. Таким чином, однокристальний мікрокомп'ютер найбільше втручається в роботу блоку живлення.
Третій спосіб - це найретельніший інтелектуальний перемикач управління однокристальним мікрокомп'ютером, але він також має найвищі вимоги до однокристального мікрокомп'ютера. Необхідно, щоб швидкість роботи однокристального мікрокомп'ютера була високою, і він міг видавати хвилю ШІМ з досить високою частотою. Такий мікроконтролер явно дорогий. Швидкість однокристального мікрокомп'ютера DSP досить висока, але поточна ціна також дуже висока. З огляду на вартість, на нього припадає значна частка вартості джерела живлення, тому він непридатний для використання. Серед дешевих однокристальних мікрокомп'ютерів серія AVR є найшвидшою і має вихід ШІМ, що можна розглядати. Однак робоча частота однокристального мікрокомп'ютера AVR ще недостатньо висока, і його практично не можна використовувати. Давайте конкретно розрахуємо, на якому рівні мікроконтролер AVR може безпосередньо управляти імпульсним джерелом живлення.
У мікроконтролера AVR тактова частота до 16 МГц. Якщо роздільна здатність ШІМ становить 10 біт, то частота хвилі ШІМ, тобто робоча частота імпульсного джерела живлення, становить 16000000/1024=15625 (Гц), і цього явно недостатньо. щоб на цій частоті (в звуковому діапазоні) працював імпульсний блок живлення. Потім прийміть роздільну здатність ШІМ як 9 біт, а робоча частота імпульсного джерела живлення цього разу становить 16000000/512=32768 (Гц), що може використовуватися поза діапазоном звукових частот, але все ще є певна відстань від робоча частота сучасних імпульсних джерел живлення. Однак слід зазначити, що роздільна здатність 9-біт означає, що цикл увімкнення-вимкнення лампи живлення можна розділити на 512 частин. Що стосується ввімкнення, припускаючи, що робочий цикл становить 0,5, його можна розділити лише на 256 частин. Враховуючи нелінійну залежність між шириною імпульсу та вихідною потужністю джерела живлення, її потрібно скласти принаймні вдвічі, тобто вихідний сигнал джерела живлення можна контролювати лише до 1/128 максимум, незалежно від зміни навантаження або зміни напруги джерела живлення, ступінь контролю може досягати цієї точки лише до тих пір, поки. Також зауважте, що існує лише одна хвиля ШІМ, як описано вище, яка є односторонньою роботою. Якщо потрібна двотактна робота (включаючи напівмост), потрібні дві хвилі ШІМ, і згадана вище точність керування буде зменшена вдвічі, і її можна буде контролювати лише приблизно до 1/64.
Він може задовольнити вимоги щодо використання джерел живлення з низьким попитом, таких як зарядка акумулятора, але цього недостатньо для джерел живлення, які вимагають високої точності вихідного сигналу. Підводячи підсумок, можна сказати, що мікроконтролер AVR можна використовувати лише неохоче для прямого ШІМ-керування. Однак другий метод керування перемикачем інтелектуального керування, перерахований вище, тобто однокристальний мікрокомп’ютер регулює вихід DA, керує мікросхемою ШІМ та опосередковано контролює роботу джерела живлення, але він не має такого високого рівня. вимоги до однокристального мікрокомп’ютера, а однокристальний мікрокомп’ютер серії 51 є компетентним. Ціна MCU 51 серії все ще нижча, ніж AVR. Недоліком конструкції інтелектуального перемикача керування є недостатня динамічна відповідь. Перевага полягає в тому, що конструкція є гнучкою, наприклад захист і зв'язок, поєднання однокристальних і ШІМ-чіпів. Також важко досягти одноциклового контролю. Тож я думаю, що однокристальний мікрокомп’ютер може виконати деякі гнучкі аналогові налаштування, і є мікросхема ШІМ, щоб виконати певну роботу за ним. Я бачив статтю з використанням CPLD плюс мікроконтролер для керування.
Ми всі знаємо, що ціна CPLD і складність розробки аж ніяк не зрівняються з ціною однокристальних мікрокомп’ютерів, то чому він це робить? Причина, як сказав автор, полягає в тому, що ширина ШІМ однокристального мікрокомп’ютера мала, що призводить до низької точності, яка не може відповідати вимогам системи. Автор також зазначив, що в цих випадках ідеальним вибором, безсумнівно, є застосування позакристальної схеми ШІМ. Він вибрав мікросхему CPLD для реалізації ШІМ. Я пропоную: для реалізації все ж використовуйте оригінальну мікросхему керування імпульсним блоком живлення. Мало того, що ціна низька, але також легко реалізувати функції захисту, такі як визначення струму в одному циклі. Нам не потрібне цифрове керування заради самого цифрового керування. Вище наведено дизайн інтелектуального перемикача керування, прошу друзів взяти участь в обговоренні та виправити мене.
