Jak realizovat návrh inteligentního řídicího spínaného zdroje
Inteligentní ovládací spínač design napájecího zdroje, od řízení výkonu samotného, existuje několik způsobů ovládání. Jedním z nich je, že jednočipový mikropočítač vydává napětí (přes DA čip nebo režim PWM), které se používá jako referenční napětí napájecího zdroje. Tato metoda pouze nahrazuje původní referenční napětí jednočipovým mikropočítačem a hodnotu výstupního napětí zdroje lze zadávat tlačítky. Jednočipový mikropočítač se nezapojí do zpětnovazební smyčky zdroje a napájecí obvod se příliš nemění. Tento způsob je nejjednodušší.
Druhým je rozšíření AD jednočipového mikropočítače, plynulá detekce výstupního napětí zdroje, úprava výstupu DA podle rozdílu mezi výstupním napětím zdroje a nastavenou hodnotou, ovládání PWM čip a nepřímo řídit práci napájecího zdroje. Tímto způsobem byl do zpětnovazební smyčky napájecího zdroje přidán jednočipový mikropočítač, který nahradil původní srovnávací a zesilovací linku, a program jednočipového mikropočítače musí přijmout složitější PID algoritmus. Třetím je rozšíření AD jednočipového mikropočítače, plynulá detekce výstupního napětí zdroje a výstupu PWM vln podle rozdílu mezi výstupním napětím zdroje a nastavenou hodnotou a přímé řízení práce napájecího zdroje. Do práce napájení tak nejvíce zasahuje jednočipový mikropočítač.
Třetím způsobem je nejdůkladnější jednočipové mikropočítačové ovládání inteligentního ovládacího spínače, ale má také nejvyšší požadavky na jednočipový mikropočítač. Je požadováno, aby provozní rychlost jednočipového mikropočítače byla vysoká a aby mohl vydávat PWM vlnu s dostatečně vysokou frekvencí. Takový mikrokontrolér je samozřejmě drahý. Rychlost DSP jednočipového mikropočítače je dostatečně vysoká, ale současná cena je také velmi vysoká. Vzhledem k ceně tvoří velkou část nákladů na napájení, takže není vhodný k použití. Mezi levnými jednočipovými mikropočítači je řada AVR nejrychlejší a má PWM výstup, o čemž lze uvažovat. Pracovní frekvence jednočipového mikropočítače AVR však stále není dostatečně vysoká a lze jej jen stěží využít. Pojďme si konkrétně spočítat, na jaké úrovni dokáže mikrokontrolér AVR přímo řídit spínaný zdroj.
V mikrokontroléru AVR je taktovací frekvence až 16MHz. Pokud je rozlišení PWM 10 bitů, pak frekvence vlny PWM, tedy pracovní frekvence spínaného zdroje je 16000000/1024=15625 (Hz), a to samozřejmě nestačí aby spínaný zdroj pracoval na této frekvenci (v audio rozsahu). Pak vezměte rozlišení PWM jako 9 bitů a pracovní frekvence spínaného zdroje je tentokrát 16000000/512=32768 (Hz), což lze použít mimo rozsah frekvencí zvuku, ale stále existuje určitá vzdálenost od pracovní frekvence moderních spínaných zdrojů. Je však třeba poznamenat, že 9-bitové rozlišení znamená, že cyklus zapnutí-vypnutí výkonové elektronky lze rozdělit na 512 částí. Pokud jde o zapnutí, za předpokladu, že pracovní cyklus je 0,5, lze jej rozdělit pouze na 256 částí. Vzhledem k nelineárnímu vztahu mezi šířkou pulsu a výkonem zdroje je potřeba jej přeložit alespoň na polovinu, to znamená, že výkon zdroje lze ovládat maximálně na 1/128, bez ohledu na změnu zátěže nebo změnu napájecího napětí může stupeň ovládání dosáhnout tohoto bodu pouze do. Všimněte si také, že existuje pouze jedna vlna PWM, jak je popsáno výše, což je práce s jedním koncem. Pokud je vyžadován provoz push-pull (včetně polovičního můstku), jsou vyžadovány dvě vlny PWM a výše uvedená přesnost ovládání bude poloviční a lze ji ovládat pouze na přibližně 1/64.
Může splnit požadavky na použití pro zdroje energie s nízkou spotřebou, jako je nabíjení baterií, ale nestačí pro zdroje energie, které vyžadují vysokou přesnost výstupu. Suma sumárum, mikrokontrolér AVR lze jen neochotně použít na způsob přímého PWM řízení. Avšak druhý způsob řízení návrhu inteligentního ovládacího spínače uvedený výše, to znamená, že jednočipový mikropočítač upravuje výstup DA, řídí PWM čip a nepřímo řídí práci napájecího zdroje, ale nemá tak vysoký výkon. požadavky na jednočipový mikropočítač a jednočipový mikropočítač řady 51 je kompetentní. Cena MCU řady 51 je stále nižší než u AVR. Nevýhodou návrhu inteligentního ovládacího spínače je nedostatečná dynamická odezva. Výhodou je flexibilní provedení, jako je ochrana a komunikace, kombinace jednočipových a pwm čipů. Je také obtížné dosáhnout jednocyklového řízení. Takže si myslím, že jednočipový mikropočítač může dokončit některá flexibilní analogová nastavení a za ním je čip Pwm, který dokončí nějakou práci. Viděl jsem článek o použití mikrokontroléru CPLD plus pro ovládání.
Všichni víme, že cena CPLD a obtížnost vývoje nejsou v žádném případě srovnatelné s jednočipovými mikropočítači, tak proč to dělá? Důvodem je, jak uvedl autor, protože šířka PWM jednočipového mikropočítače je malá, což má za následek nízkou přesnost, která nemůže splnit požadavky systému. Autor také uvedl, že v těchto případech je aplikace off-chip PWM obvodu nepochybně ideální volbou. Pro realizaci PWM zvolil čip CPLD. Navrhuji: k realizaci stále použijte původní řídicí čip spínaného zdroje. Nejen, že je nízká cena, ale také je snadné implementovat ochranné funkce, jako je například jednocyklová detekce proudu. Pro digitální ovládání nepotřebujeme digitální ovládání. Výše uvedené je návrh inteligentního ovládacího spínače, prosím přátele, aby se zapojili do diskuze a opravte mě.
