Kako realizirati dizajn sklopnog napajanja s inteligentnom kontrolom
Napajanje dizajna inteligentnog upravljačkog prekidača, samo od kontrole izlazne snage, postoji nekoliko metoda upravljanja. Jedan je da mikroračunalo s jednim čipom emitira napon (putem DA čipa ili PWM moda), koji se koristi kao referentni napon napajanja. Ova metoda samo zamjenjuje originalni referentni napon s mikroračunalom s jednim čipom, a vrijednost izlaznog napona napajanja može se unijeti pomoću gumba. Mikroračunalo s jednim čipom ne uključuje se u povratnu petlju napajanja, a krug napajanja ne mijenja se mnogo. Ovako je najlakše.
Drugi je proširiti AD mikroračunala s jednim čipom, kontinuirano detektirati izlazni napon napajanja, prilagoditi izlaz DA prema razlici između izlaznog napona napajanja i postavljene vrijednosti, kontrolirati PWM čipom, te neizravno upravljati radom napajanja. Na taj je način mikroračunalo s jednim čipom dodano u povratnu petlju napajanja, zamjenjujući izvornu vezu za usporedbu i pojačanje, a program mikroračunala s jednim čipom mora usvojiti kompliciraniji PID algoritam. Treći je proširiti AD mikroračunala s jednim čipom, kontinuirano detektirati izlazni napon napajanja i izlazne PWM valove prema razlici između izlaznog napona napajanja i postavljene vrijednosti i izravno kontrolirati rad napajanja. Na taj način jednočipno mikroračunalo najviše intervenira u radu napajanja.
Treći način je najtemeljitiji inteligentni upravljački prekidač za kontrolu mikroračunala s jednim čipom, ali također ima najviše zahtjeve za mikroračunalo s jednim čipom. Potrebno je da brzina rada mikroračunala s jednim čipom bude velika i da može emitirati PWM val s dovoljno visokom frekvencijom. Takav mikrokontroler je očito skup. Brzina DSP mikroračunala s jednim čipom je dovoljno visoka, ali je i trenutna cijena vrlo visoka. S obzirom na cijenu, čini veliki udio u cijeni napajanja, stoga nije pogodan za korištenje. Među jeftinim mikroračunalima s jednim čipom, AVR serija je najbrža i ima PWM izlaz, što se može uzeti u obzir. Međutim, radna frekvencija AVR mikroračunala s jednim čipom još uvijek nije dovoljno visoka i jedva se može koristiti. Idemo konkretno izračunati na kojoj razini AVR mikrokontroler može izravno upravljati prekidačkim napajanjem.
U AVR mikrokontroleru frekvencija takta je do 16MHz. Ako je PWM rezolucija 10 bita, tada je frekvencija PWM vala, odnosno radna frekvencija sklopnog napajanja 16000000/1024=15625 (Hz), a očito nije dovoljno kako bi prekidačko napajanje radilo na ovoj frekvenciji (u audio području). Zatim uzmite PWM rezoluciju od 9 bita, a radna frekvencija preklopnog napajanja ovaj put je 16000000/512=32768 (Hz), što se može koristiti izvan audiofrekvencijskog raspona, ali još uvijek postoji određena udaljenost od radna frekvencija modernih prekidačkih izvora napajanja. Međutim, mora se primijetiti da 9-bitna rezolucija znači da se ciklus uključenja-isključivanja strujne cijevi može podijeliti u 512 dijelova. Što se uključivanja tiče, uz pretpostavku da je radni ciklus 0,5, može se podijeliti samo na 256 dijelova. Uzimajući u obzir nelinearni odnos između širine impulsa i izlaza napajanja, treba ga presavijati barem na pola, to jest, izlaz napajanja može se kontrolirati samo do najviše 1/128, bez obzira na promjenu opterećenja ili promjenu napona napajanja, stupanj upravljanja može doseći ovu točku samo do. Također imajte na umu da postoji samo jedan PWM val kao što je gore opisano, što je jednostrani rad. Ako je potreban push-pull rad (uključujući polumost), potrebna su dva PWM vala, a gore spomenuta točnost upravljanja bit će prepolovljena i može se kontrolirati samo na oko 1/64.
Može zadovoljiti zahtjeve upotrebe za izvore energije s malim zahtjevima kao što je punjenje baterije, ali nije dovoljno za izvore energije koji zahtijevaju visoku točnost izlaza. Ukratko, AVR mikrokontroler se samo nerado može koristiti kao izravna PWM kontrola. Međutim, druga metoda kontrole dizajna inteligentnog upravljačkog prekidača navedena gore, to jest mikroračunalo s jednim čipom prilagođava izlaz DA, kontrolira PWM čip i neizravno kontrolira rad napajanja, ali nema tako visoku zahtjevi za mikroračunalo s jednim čipom, a mikroračunalo s jednim čipom serije 51 je kompetentno. Cijena MCU serije 51 još uvijek je niža od cijene AVR-a. Nedostatak dizajna inteligentnog upravljačkog prekidača je da dinamički odziv nije dovoljan. Prednost je što je dizajn fleksibilan, kao što su zaštita i komunikacija, kombinacija single-chip i pwm čipova. Također je teško postići kontrolu u jednom ciklusu. Dakle, mislim da mikroračunalo s jednim čipom može dovršiti neke fleksibilne analogne postavke, a tu je i pwm čip za dovršavanje nekih poslova iza njega. Vidio sam članak koji koristi CPLD plus mikrokontroler za kontrolu.
Svi znamo da se cijena CPLD-a i težina razvoja nikako ne mogu usporediti s onima mikroračunala s jednim čipom, pa zašto on to radi? Razlog je, kako je autor rekao, jer je širina PWM mikroračunala s jednim čipom mala, što rezultira niskom preciznošću, koja ne može zadovoljiti zahtjeve sustava. Autor je također rekao da je u ovim slučajevima primjena PWM kruga izvan čipa nedvojbeno idealan izbor. Odabrao je CPLD čip za realizaciju PWM. Predlažem: još uvijek koristite izvorni kontrolni čip sklopnog napajanja za realizaciju. Ne samo da je cijena niska, nego je također lako implementirati zaštitne funkcije kao što je jednociklično otkrivanje struje. Ne treba nam digitalna kontrola radi digitalne kontrole. Gore navedeno je dizajn inteligentnog kontrolnog prekidača, molim prijatelje da sudjeluju u raspravi i isprave me.
