Introduzione a diversi metodi di controllo dell'alimentatore switching controllato a chip singolo
Il primo è che il microcontrollore emette una tensione (tramite chip DA o modalità PWM), che viene utilizzata come tensione di riferimento per l'alimentatore. Questo metodo sostituisce solo la tensione di riferimento originale con un microcontrollore, che può inserire il valore della tensione di uscita dell'alimentatore con un pulsante. Il microcontrollore non aggiunge un circuito di feedback dell'alimentatore e non vengono apportate modifiche al circuito di alimentazione. Questo metodo è il più semplice.
Il secondo è espandere l'AD del microcontrollore, rilevando continuamente la tensione di uscita dell'alimentatore, regolando l'uscita del DA in base alla differenza tra la tensione di uscita dell'alimentatore e il valore impostato, controllando il chip PWM e controllare indirettamente il funzionamento dell'alimentatore. In questo modo, il microcontrollore è stato aggiunto al circuito di feedback dell'alimentatore, sostituendo il collegamento di amplificazione originale. Il programma del microcontrollore deve utilizzare un algoritmo PID più complesso.
Il terzo è espandere l'AD del microcontrollore, rilevando continuamente la tensione di uscita dell'alimentatore ed emettendo onde PWM in base alla differenza tra la tensione di uscita dell'alimentatore e il valore impostato, controllando direttamente il funzionamento dell'alimentatore . In questo modo, il microcontrollore è maggiormente coinvolto nel funzionamento dell'alimentatore.
Il terzo metodo è l'alimentatore con interruttore di controllo del microcomputer a chip singolo più completo, ma anche i requisiti per i microcontrollori a chip singolo sono i più elevati. Il microcontrollore deve avere una velocità di calcolo elevata ed essere in grado di emettere onde PWM di frequenza sufficientemente elevata. Tali microcontrollori sono ovviamente costosi.
La velocità dei microcontrollori basati su DSP è abbastanza elevata, ma anche il prezzo attuale è molto alto. Dal punto di vista dei costi, la percentuale del costo energetico è troppo grande per essere adottata.
Tra i microcontrollori a basso costo, la serie AVR è la più veloce e dispone di un'uscita PWM, che può essere presa in considerazione per l'adozione. Tuttavia, la frequenza di lavoro del microcontrollore AVR non è ancora sufficientemente elevata e può essere utilizzata solo con riluttanza. Di seguito calcoleremo il livello al quale il microcontrollore AVR può controllare direttamente il funzionamento dell'alimentatore switching.
Nel microcontrollore AVR, la frequenza di clock massima è 16 MHz. Se la risoluzione PWM è 10 bit, la frequenza dell'onda PWM, nota anche come frequenza operativa dell'alimentatore switching, è 16000000/1024=15625 (Hz). Ovviamente non è sufficiente che l'alimentatore switching funzioni a questa frequenza (all'interno della gamma audio). Quindi, considerando la risoluzione PWM a 9 bit, la frequenza operativa dell'alimentatore switching questa volta è 16000000/512=32768 (Hz), che può essere utilizzata al di fuori della gamma audio, ma c'è ancora una certa distanza dall'alimentatore frequenza di lavoro dei moderni alimentatori switching.
Tuttavia, va notato che la risoluzione a {{0}}bit significa che durante il ciclo di accensione e spegnimento del transistor di potenza, può essere diviso in 512 parti. In termini di sola conduzione, assumendo un ciclo di lavoro di 0,5, può essere diviso solo in 256 parti. Considerando che l'ampiezza dell'impulso non è correlata linearmente alla potenza dell'alimentatore, è necessario effettuare almeno un'ulteriore piega. In altre parole, la potenza in uscita può essere controllata al massimo solo fino a 1/128, indipendentemente dalle variazioni di carico o dalle variazioni della tensione di rete, il grado di controllo può raggiungere solo questo punto.
Si noti inoltre che esiste solo un'onda PWM menzionata sopra, che opera su una singola estremità. Se è richiesta l'operazione push pull (incluso il mezzo ponte), sono necessarie due onde PWM e la precisione di controllo di cui sopra deve essere ridotta della metà, che può essere controllata solo a circa 1/64. Per gli alimentatori con requisiti bassi, come la ricarica della batteria, può soddisfare i requisiti di utilizzo, ma per gli alimentatori che richiedono un'elevata precisione di uscita, ciò non è sufficiente.
