Analýza několika metod řízení jednočipového řízeného spínaného zdroje
Existuje několik způsobů řízení pro řízení výstupního výkonu jednočipového mikropočítače řízeného spínaného napájecího zdroje.
Jedním z nich je, že mikrokontrolér vydává napětí (přes DA čip nebo režim PWM), které se používá jako referenční napětí pro napájení. Tato metoda pouze nahrazuje původní referenční napětí mikrokontrolérem, který dokáže zadat hodnotu výstupního napětí zdroje pomocí tlačítka. Mikrokontrolér nepřidává zpětnovazební smyčku napájecího zdroje a nedochází k žádným změnám v napájecím obvodu. Tato metoda je nejjednodušší.
Druhým je rozšíření AD mikrokontroléru, kontinuální detekce výstupního napětí zdroje, úprava výstupu DA na základě rozdílu mezi výstupním napětím zdroje a nastavenou hodnotou, ovládání PWM čipu a nepřímo ovládající činnost napájecího zdroje. Tímto způsobem byl mikrokontrolér přidán do zpětnovazební smyčky napájecího zdroje a nahradil původní zesilovací linku. Program mikrokontroléru potřebuje použít složitější PID algoritmus.
Třetím je rozšíření AD mikrokontroléru, kontinuální detekce výstupního napětí napájecího zdroje a výstup PWM vln na základě rozdílu mezi výstupním napětím napájecího zdroje a nastavenou hodnotou, přímo ovládající provoz napájecího zdroje. . Mikrokontrolér se tak nejvíce podílí na provozu napájecího zdroje.
Třetím způsobem je nejdůkladnější jednočipové napájení spínače ovládání mikropočítače, ale požadavky na jednočipové mikrokontroléry jsou také nejvyšší. Požaduje se, aby mikrokontrolér měl vysokou výpočetní rychlost a byl schopen vydávat PWM vlny dostatečně vysoké frekvence. Takové mikrokontroléry jsou samozřejmě drahé.
Rychlost mikrokontrolérů na bázi DSP je dostatečně vysoká, ale současná cena je také velmi vysoká. Z hlediska nákladů je podíl nákladů na energii příliš velký na to, aby byl přijat.
Mezi levnými mikrokontroléry je řada AVR nejrychlejší a má výstup PWM, který lze zvážit pro přijetí. Pracovní frekvence mikrokontroléru AVR však stále není dostatečně vysoká a lze ji používat jen s nevolí. Níže vypočítáme úroveň, do které může mikrokontrolér AVR přímo řídit činnost spínaného zdroje.
V mikrokontroléru AVR je maximální taktovací frekvence 16MHz. Pokud je rozlišení PWM 10 bitů, pak frekvence vlny PWM, známá také jako pracovní frekvence spínaného zdroje, je 16000000/1024=15625 (Hz). Zjevně nestačí, aby spínaný zdroj pracoval na této frekvenci (v rámci audio rozsahu). Vezmeme-li tedy rozlišení PWM jako 9 bitů, pracovní frekvence spínaného zdroje je tentokrát 16000000/512=32768 (Hz), kterou lze použít mimo rozsah zvuku, ale stále existuje určitá vzdálenost od pracovní frekvence moderních spínaných zdrojů.
Je však třeba poznamenat, že {{0}}bitové rozlišení znamená, že během cyklu zapnutí a vypnutí výkonového tranzistoru jej lze rozdělit na 512 částí. Pokud jde o samotné vedení, za předpokladu pracovního cyklu 0,5 jej lze rozdělit pouze na 256 částí. Vzhledem k tomu, že šířka pulsu není lineárně úměrná výkonu zdroje, je nutné provést ještě alespoň jeden záhyb. Jinými slovy, výstupní výkon lze řídit maximálně na 1/128, bez ohledu na změny zatížení nebo změny síťového napětí, stupeň řízení může dosáhnout pouze tohoto bodu.
