Analýza několika režimů řízení jednočipového mikropočítače řídícího spínaný zdroj energie
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 nezapojuje 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 jednočipový mikropočítač řídící spínaný zdroj, 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 vysoká. Z hlediska nákladů tvoří velkou část nákladů na napájení, proto není vhodný k použití.
Mezi levnými jednočipovými mikropočítači je řada AVR nejrychlejší a ha
s PWM výstup, který 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 PWM vlny, tedy pracovní frekvence spínaného zdroje je 16000000/1024=15625 (Hz), a pro spínaný zdroj to evidentně nestačí. pracovat 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 zvuku, ale stále existuje určitá vzdálenost od pracovní frekvence moderních spínaných zdrojů.
Je však třeba poznamenat, že {{0}}bitové rozlišení znamená, že cyklus zapnutí-vypnutí 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 míra ovládání jít pouze tak daleko, dokud.
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.
