Introduzione a diversi metodi di controllo del microcomputer a singolo chip alimentatore controllato
Ci sono stati molti articoli pubblicati in questa versione su alimentatori di commutazione controllati da microcontroller e il dibattito è stato intenso. Vorrei cogliere l'occasione per condividere anche le mie opinioni.
Esistono diversi metodi di controllo per il controllo dell'uscita di alimentazione di un alimentatore di commutazione controllato da microcontrollore.
Uno è che il microcontrollore emette una tensione (tramite chip DA o metodo PWM) come tensione di riferimento per l'alimentazione. Questo metodo sostituisce solo la tensione di riferimento originale con un microcontrollore, che può inserire il valore di tensione di uscita dell'alimentazione attraverso i pulsanti. Il microcontrollore non aggiunge un circuito di feedback all'alimentazione e il circuito di alimentazione non è stato modificato. Questo metodo è il più semplice.
Il secondo è quello di espandere l'AD del microcontrollore, rilevare continuamente la tensione di uscita dell'alimentatore, regolare l'uscita di DA in base alla differenza tra la tensione di uscita dell'alimentazione e il valore impostato, controllare il chip PWM e controllare indirettamente il funzionamento dell'alimentazione. Questo metodo ha aggiunto un microcontrollore al circuito di feedback dell'alimentazione, sostituendo il collegamento di amplificazione originale. Il programma Microcontroller deve utilizzare un algoritmo PID più complesso.
Il terzo è quello di espandere l'AD del microcontrollore, rilevare continuamente la tensione di uscita dell'alimentazione e le onde PWM in uscita in base alla differenza tra la tensione di uscita dell'alimentazione e il valore impostato, controllando direttamente il funzionamento dell'alimentazione. Questo metodo prevede il maggior intervento di microcontrollore nell'operazione di alimentazione.
Il terzo metodo è l'alimentazione di commutazione controllata da microcontrollore più approfondita, ma ha anche i più elevati requisiti per il microcontrollore. Richiede che il microcontrollore abbia una velocità di calcolo rapida ed sia in grado di produrre onde PWM con frequenza sufficientemente alta. Tali microcontrollori sono ovviamente costosi.
I microcontroller basati su DSP hanno un'alta velocità, ma anche i loro prezzi attuali sono alti. Dal punto di vista dei costi, rappresentano troppi costi di alimentazione e non sono adatti per l'uso.
Tra i microcontrollori economici, la serie AVR è la più veloce e ha un'uscita PWM, che può essere considerata per l'uso. Ma la frequenza operativa del microcontrollore AVR non è ancora abbastanza alta, ma può essere utilizzata solo con riluttanza. Calcoliamo in dettaglio quale livello può essere raggiunto controllando direttamente il funzionamento dell'alimentatore di commutazione con un microcontrollore AVR.
Nei microcontroller AVR, la frequenza di clock più alta è di 16 MHz. Se la risoluzione PWM è di 10 bit, la frequenza dell'onda PWM, che è la frequenza operativa dell'alimentatore di commutazione, è 16000000/1024=15625 (HZ). È ovvio che l'alimentatore di commutazione non è sufficiente per funzionare a questa frequenza (all'interno dell'intervallo audio). Quindi, con una risoluzione PWM di 9 bit, la frequenza operativa di questo alimentatore di commutazione è 16000000/512=32768 (Hz), che è al di fuori della gamma audio e può essere utilizzata, ma c'è ancora una certa distanza dalla frequenza operativa delle moderne alimentazione di commutazione.
