Anàlisi de diversos mètodes de control per a fonts d'alimentació de commutació controlades amb un sol xip
Hi ha diversos mètodes de control per controlar la potència de sortida d'una font d'alimentació de commutació controlada per microordinador d'un sol xip.
Un és que el microcontrolador emet una tensió (mitjançant xip DA o mode PWM), que s'utilitza com a tensió de referència per a la font d'alimentació. Aquest mètode només substitueix la tensió de referència original amb un microcontrolador, que pot introduir el valor de voltatge de sortida de la font d'alimentació amb un botó. El microcontrolador no afegeix un bucle de retroalimentació de la font d'alimentació i no hi ha canvis en el circuit d'alimentació. Aquest mètode és el més senzill.
El segon és ampliar l'AD del microcontrolador, detectant contínuament la tensió de sortida de la font d'alimentació, ajustant la sortida del DA en funció de la diferència entre la tensió de sortida de la font d'alimentació i el valor establert, controlant el xip PWM i controlant indirectament el funcionament de la font d'alimentació. D'aquesta manera, el microcontrolador s'ha afegit al bucle de retroalimentació de la font d'alimentació, substituint l'enllaç d'amplificació original. El programa del microcontrolador ha d'utilitzar un algorisme PID més complex.
El tercer és ampliar l'AD del microcontrolador, detectant contínuament la tensió de sortida de la font d'alimentació i emet ones PWM en funció de la diferència entre la tensió de sortida de la font d'alimentació i el valor establert, controlant directament el funcionament de la font d'alimentació. . D'aquesta manera, el microcontrolador està més implicat en el funcionament de la font d'alimentació.
El tercer mètode és la font d'alimentació d'interruptor de control de microordinador d'un sol xip més completa, però els requisits per als microcontroladors d'un sol xip també són els més alts. El microcontrolador ha de tenir una velocitat de càlcul ràpida i ser capaç de produir ones PWM de freqüència suficientment alta. Aquests microcontroladors són òbviament cars.
La velocitat dels microcontroladors basats en DSP és prou alta, però el preu actual també és molt alt. Des d'una perspectiva de costos, la proporció del cost de l'energia és massa gran per ser adoptada.
Entre els microcontroladors de baix cost, la sèrie AVR és la més ràpida i té sortida PWM, que es pot considerar per adoptar. Tanmateix, la freqüència de treball del microcontrolador AVR encara no és prou alta i només es pot utilitzar de mala gana. A continuació, calcularem el nivell al qual el microcontrolador AVR pot controlar directament el funcionament de la font d'alimentació de commutació.
Al microcontrolador AVR, la freqüència màxima de rellotge és de 16 MHz. Si la resolució PWM és de 10 bits, la freqüència de l'ona PWM, també coneguda com a freqüència de funcionament de la font d'alimentació de commutació, és 16000000/1024=15625 (Hz). Òbviament, no n'hi ha prou que la font d'alimentació de commutació funcioni a aquesta freqüència (dins del rang d'àudio). Per tant, tenint la resolució PWM de 9 bits, la freqüència de treball de la font d'alimentació de commutació aquesta vegada és de 16000000/512=32768 (Hz), que es pot utilitzar fora del rang d'àudio, però encara hi ha una certa distància del freqüència de treball de les fonts d'alimentació de commutació modernes.
Tanmateix, cal tenir en compte que la resolució de {{0}}bit significa que durant el cicle d'activació del transistor de potència, es pot dividir en 512 parts. Només en termes de conducció, assumint un cicle de treball de 0,5, només es pot dividir en 256 parts. Tenint en compte que l'amplada del pols no està relacionada linealment amb la sortida de la font d'alimentació, cal fer almenys un plec més. En altres paraules, la potència de sortida només es pot controlar a 1/128 com a màxim, independentment dels canvis de càrrega o de voltatge de la xarxa, el grau de control només pot arribar a aquest punt.
