Come realizzare il progetto di un alimentatore switching a controllo intelligente
Alimentatore con design dell'interruttore di controllo intelligente, dal solo controllo della potenza in uscita, esistono diversi metodi di controllo. Il primo è che il microcomputer a chip singolo emette una tensione (tramite chip DA o modalità PWM), che viene utilizzata come tensione di riferimento dell'alimentatore. Questo metodo sostituisce solo la tensione di riferimento originale con un microcomputer a chip singolo e il valore della tensione di uscita dell'alimentatore può essere immesso tramite pulsanti. Il microcomputer a chip singolo non si unisce al circuito di feedback dell'alimentatore e il circuito di alimentazione non cambia molto. In questo modo è il più semplice.
Il secondo è espandere l'AD del microcomputer a chip singolo, rilevare continuamente la tensione di uscita dell'alimentatore, regolare l'uscita del DA in base alla differenza tra la tensione di uscita dell'alimentatore e il valore impostato, controllare il PWM chip e controllare indirettamente il lavoro dell'alimentatore. In questo modo, il microcomputer a chip singolo è stato aggiunto al circuito di feedback dell'alimentatore, sostituendo il collegamento originale di confronto e amplificazione, e il programma del microcomputer a chip singolo deve adottare un algoritmo PID più complicato. Il terzo è espandere l'AD del microcomputer a chip singolo, rilevare continuamente la tensione di uscita dell'alimentatore ed emettere onde PWM in base alla differenza tra la tensione di uscita dell'alimentatore e il valore impostato e controllare direttamente il lavoro dell'alimentazione. In questo modo, il microcomputer a chip singolo interviene maggiormente nel lavoro di alimentazione.
Il terzo modo è l'interruttore di controllo intelligente per il controllo del microcomputer a chip singolo più completo, ma ha anche i requisiti più elevati per il microcomputer a chip singolo. È necessario che la velocità operativa del microcomputer a chip singolo sia elevata e possa emettere un'onda PWM con una frequenza sufficientemente elevata. Un microcontrollore di questo tipo è ovviamente costoso. La velocità del microcomputer DSP a chip singolo è abbastanza elevata, ma anche il prezzo attuale è molto alto. Considerando il costo, rappresenta gran parte del costo dell'alimentatore, quindi non è adatto all'uso. Tra i microcomputer economici a chip singolo, la serie AVR è la più veloce e ha un'uscita PWM, che può essere considerata. Tuttavia, la frequenza operativa del microcomputer a chip singolo AVR non è ancora sufficientemente elevata e può essere utilizzato solo a malapena. Calcoliamo in modo specifico quale livello il microcontrollore AVR può controllare direttamente l'alimentatore switching.
Nel microcontrollore AVR, la frequenza di clock arriva fino a 16 MHz. Se la risoluzione PWM è 10 bit, la frequenza dell'onda PWM, ovvero la frequenza operativa dell'alimentatore switching, è 16000000/1024=15625 (Hz) e ovviamente non è sufficiente affinché l'alimentatore switching funzioni a questa frequenza (nella gamma audio). Quindi prendi la risoluzione PWM a 9 bit e la frequenza operativa dell'alimentatore switching questa volta è 16000000/512=32768 (Hz), che può essere utilizzata al di fuori della gamma di frequenze audio, ma c'è ancora una certa distanza da la frequenza operativa dei moderni alimentatori switching. Tuttavia, va notato che la risoluzione a 9-bit significa che il ciclo di accensione-spegnimento della valvola di potenza può essere diviso in 512 parti. Per quanto riguarda l'accensione, supponendo che il duty cycle sia 0,5, è possibile dividerlo solo in 256 parti. Considerando la relazione non lineare tra l'ampiezza dell'impulso e l'uscita dell'alimentatore, è necessario piegarlo almeno a metà, vale a dire che l'uscita dell'alimentatore può essere controllata al massimo solo a 1/128, indipendentemente dalla variazione del carico o dalla variazione della tensione di alimentazione, il grado di controllo può raggiungere solo questo punto fino a quando. Si noti inoltre che esiste una sola onda PWM come descritto sopra, che è un lavoro single-ended. Se è richiesta l'operazione push-pull (incluso il mezzo ponte), sono necessarie due onde PWM e la precisione di controllo sopra menzionata verrà dimezzata e potrà essere controllata solo a circa 1/64.
Può soddisfare i requisiti di utilizzo per fonti di alimentazione a bassa richiesta come la ricarica della batteria, ma non è sufficiente per fonti di alimentazione che richiedono un'elevata precisione di uscita. Per riassumere, il microcontrollore AVR può essere utilizzato solo con riluttanza come controllo PWM diretto. Tuttavia, il secondo metodo di controllo della progettazione dell'interruttore di controllo intelligente elencato sopra, ovvero il microcomputer a chip singolo regola l'uscita del DA, controlla il chip PWM e controlla indirettamente il lavoro dell'alimentatore, ma non ha un livello così elevato requisiti per il microcomputer a chip singolo e il microcomputer a chip singolo serie 51 è competente. Il prezzo degli MCU della serie 51 è ancora inferiore a quello dell'AVR. Lo svantaggio del design dell'interruttore di controllo intelligente è che la risposta dinamica non è sufficiente. Il vantaggio è che il design è flessibile, come protezione e comunicazione, la combinazione di chip single-chip e pwm. È anche difficile ottenere il controllo a ciclo singolo. Quindi penso che il microcomputer a chip singolo possa completare alcune impostazioni analogiche flessibili e che ci sia un chip pwm per completare parte del lavoro dietro di esso. Ho visto un articolo che utilizzava CPLD più microcontrollore per il controllo.
Sappiamo tutti che il prezzo del CPLD e la difficoltà di sviluppo non sono affatto paragonabili a quelli dei microcomputer a chip singolo, quindi perché lo fa? Il motivo è, come ha detto l'autore, perché l'ampiezza PWM del microcomputer a chip singolo è piccola, con conseguente bassa precisione, che non può soddisfare i requisiti del sistema. L'autore ha inoltre affermato che in questi casi l'applicazione del circuito PWM off-chip è senza dubbio la scelta ideale. Ha scelto il chip CPLD per realizzare PWM. Suggerisco: utilizzare ancora il chip di controllo originale dell'alimentatore switching per realizzare. Non solo il prezzo è basso, ma è anche facile implementare funzioni di protezione come il rilevamento della corrente a ciclo singolo. Non abbiamo bisogno del controllo digitale fine a se stesso. Quanto sopra è il design dell'interruttore di controllo intelligente, per favore amici a partecipare alla discussione e correggermi.
