Disseny d'una font d'alimentació de commutació de CC per a microordinadors d'un sol xip
El mètode de control principal de la font d'alimentació en mode de commutació és utilitzar un circuit integrat de modulació d'amplada de pols per emetre polsos PWM i utilitzar un regulador PID analògic per a la modulació d'amplada de pols. Aquest mètode de control té certs errors i el circuit és relativament complex. Aquest article presenta una font d'alimentació de commutació d'alimentació amb una àmplia gamma de tensió de sortida ajustable contínuament, controlada pel microcontrolador d'alt rendiment μ psd3354 de l'empresa ST. El microcontrolador genera directament ones PWM i realitza un control digital al circuit principal de la font d'alimentació de commutació. El circuit és senzill i potent.
Principi i disseny global del sistema d'alimentació de corrent continu
1.1 Principi del sistema
Aquest sistema d'alimentació de corrent continu consta de dues parts: el circuit principal de la font d'alimentació de commutació i el circuit de control. El circuit principal processa principalment energia elèctrica, mentre que el circuit de control processa principalment senyals elèctrics. La retroalimentació negativa s'utilitza per formar un sistema de control automàtic. La font d'alimentació de commutació adopta el mètode de control PWM i la desviació s'obté comparant la quantitat donada i la quantitat de retroalimentació. La sortida PWM està controlada per un regulador PID digital per controlar la sortida de la font d'alimentació de commutació. Entre ells, la regulació PID i la sortida PWM estan controlades per programari mitjançant un sistema de microcontroladors.
1.2 Disseny global del sistema
La part de maquinari del sistema consta de circuits de rectificació i filtrat d'entrada i sortida, peces de conversió de potència, circuits d'accionament, sistemes de microcontroladors i circuits auxiliars. La figura 1 mostra el diagrama estructural d'una font d'alimentació de CC controlada per un microcontrolador.
Com es pot veure, l'alimentació de 50Hz i 220V de CA es filtra pel filtre de la xarxa per eliminar les interferències de la xarxa, i després entra al filtre rectificador d'entrada per a la rectificació i el filtratge, convertint-la en un senyal de tensió de CC. El senyal de CC es converteix en un senyal de CA d'alta freqüència mitjançant un circuit de conversió de potència, i el senyal de CA d'alta freqüència es converteix després en una sortida de tensió de CC mitjançant un circuit de rectificació i filtrat de sortida [1]. El circuit de control adopta el mètode de modulació d'amplada de pols PWM i el senyal de control PWM amb amplada de pols ajustable generat pel microcontrolador és processat pel circuit de conducció per impulsar el circuit de conversió d'energia perquè funcioni. Utilitzant un canal de conversió ADC d'alta velocitat d'un microcontrolador per recollir la tensió de sortida a intervals regulars i comparant-la amb el valor esperat, l'ajust PID es realitza en funció del seu error. El circuit d'adquisició de tensió realitza l'adquisició de la tensió CC V0 i la fa coincidir amb el rang de tensió d'entrada analògica del convertidor A/D. En cas de sobretensió, sobreintensitat i fallades de curtcircuit a la font d'alimentació de commutació, el circuit de protecció té un paper protector per a la font d'alimentació i la càrrega. La font d'alimentació auxiliar proporciona alimentació de CC per a circuits de control, circuits d'accionament, etc.
2. Disseny del circuit principal de la font d'alimentació de l'interruptor
El circuit principal de la font d'alimentació de commutació s'utilitza per completar la conversió de DC-AC-DC. El circuit principal del sistema adopta un convertidor DC-DC de pont complet, tal com es mostra a la figura 2. El dispositiu de commutació d'alimentació utilitzat en aquest sistema és el mòdul IGBT de la sèrie BSM 50GB120DN2 de l'empresa EUPEC. Cada mòdul és una estructura de mig pont, de manera que es requereixen dos mòduls al sistema de pont complet. Cada mòdul està integrat amb un díode de roda lliure ràpida.
