مقدمه ای بر چندین روش کنترل منبع تغذیه سوئیچینگ کنترل شده تک تراشه

مقدمه ای بر چندین روش کنترل منبع تغذیه سوئیچینگ کنترل شده تک تراشه

یکی این است که میکروکنترلر یک ولتاژ (از طریق تراشه DA یا حالت PWM) خروجی می دهد که به عنوان ولتاژ مرجع برای منبع تغذیه استفاده می شود. این روش تنها ولتاژ مرجع اصلی را با یک میکروکنترلر جایگزین می کند که می تواند مقدار ولتاژ خروجی منبع تغذیه را با یک دکمه وارد کند. میکروکنترلر یک حلقه بازخورد منبع تغذیه اضافه نمی کند و هیچ تغییری در مدار تغذیه ایجاد نمی شود. این روش ساده ترین است.

دوم گسترش AD میکروکنترلر، تشخیص مداوم ولتاژ خروجی منبع تغذیه، تنظیم خروجی DA بر اساس تفاوت بین ولتاژ خروجی منبع تغذیه و مقدار تنظیم شده، کنترل تراشه PWM و کنترل غیر مستقیم عملکرد منبع تغذیه به این ترتیب میکروکنترلر به حلقه فیدبک منبع تغذیه اضافه شده و جایگزین لینک اصلی تقویت شده است. برنامه میکروکنترلر باید از الگوریتم PID پیچیده تری استفاده کند.

سوم گسترش AD میکروکنترلر، تشخیص مداوم ولتاژ خروجی منبع تغذیه، و خروجی امواج PWM بر اساس تفاوت بین ولتاژ خروجی منبع تغذیه و مقدار تنظیم شده، به طور مستقیم عملکرد منبع تغذیه را کنترل می کند. . به این ترتیب میکروکنترلر بیشترین نقش را در عملکرد منبع تغذیه دارد.

روش سوم کامل ترین منبع تغذیه سوئیچ کنترل میکروکامپیوتر تک تراشه است، اما الزامات برای میکروکنترلرهای تک تراشه نیز بالاترین است. میکروکنترلر باید سرعت محاسباتی بالایی داشته باشد و بتواند امواج PWM با فرکانس کافی بالا را تولید کند. چنین میکروکنترلرهایی آشکارا گران هستند.

سرعت میکروکنترلرهای مبتنی بر DSP به اندازه کافی بالا است، اما قیمت فعلی نیز بسیار بالا است. از منظر هزینه، نسبت هزینه برق بسیار زیاد است که نمی توان آن را اتخاذ کرد.

در میان میکروکنترلرهای ارزان قیمت، سری AVR سریعترین هستند و دارای خروجی PWM هستند که می توان آن را برای پذیرش در نظر گرفت. با این حال، فرکانس کار میکروکنترلر AVR هنوز به اندازه کافی بالا نیست و فقط می توان با اکراه از آن استفاده کرد. در زیر سطحی را محاسبه می کنیم که میکروکنترلر AVR می تواند مستقیماً عملکرد منبع تغذیه سوئیچینگ را کنترل کند.

در میکروکنترلر AVR حداکثر فرکانس ساعت 16 مگاهرتز است. اگر وضوح PWM 10 بیت باشد، فرکانس موج PWM که به عنوان فرکانس کاری منبع تغذیه سوئیچینگ نیز شناخته می شود، 16000000/1024=15625 (هرتز) است. بدیهی است که منبع تغذیه سوئیچینگ در این فرکانس (در محدوده صوتی) کافی نیست. بنابراین، با در نظر گرفتن وضوح PWM 9 بیت، فرکانس کاری منبع تغذیه سوئیچینگ این بار 16000000/512=32768 (هرتز) است، که می تواند خارج از محدوده صوتی استفاده شود، اما هنوز فاصله مشخصی از فرکانس کاری منابع تغذیه سوئیچینگ مدرن.

البته باید توجه داشت که وضوح بیت {{0}}به این معنی است که در چرخه خاموش شدن ترانزیستور قدرت، می توان آن را به 512 قسمت تقسیم کرد. تنها از نظر هدایت، با فرض چرخه کاری 0.5، فقط می توان آن را به 256 قسمت تقسیم کرد. با توجه به اینکه عرض پالس ارتباط خطی با خروجی منبع تغذیه ندارد، لازم است حداقل یک تا زدن دیگر انجام شود. به عبارت دیگر، توان خروجی را می توان حداکثر تا 1/128 کنترل کرد، صرف نظر از تغییرات بار یا تغییرات ولتاژ شبکه، درجه کنترل فقط می تواند به این نقطه برسد.

همچنین توجه داشته باشید که تنها یک موج PWM وجود دارد که در بالا ذکر شد، که در یک سر کار می کند. اگر عملیات کشش فشار (شامل نیم پل) مورد نیاز باشد، دو موج PWM مورد نیاز است، و دقت کنترل بالا باید به نصف کاهش یابد، که فقط تا حدود 1/64 قابل کنترل است. برای منابع تغذیه با نیازهای کم، مانند شارژ باتری، می تواند شرایط استفاده را برآورده کند، اما برای منابع تغذیه ای که نیاز به دقت خروجی بالایی دارند، این کافی نیست.