Análisis de varios métodos de control para fuentes de alimentación conmutadas controladas por un solo chip
Existen varios métodos de control para controlar la salida de energía de una fuente de alimentación conmutada controlada por microcomputadora de un solo chip.
Una es que el microcontrolador genera un voltaje (a través del chip DA o modo PWM), que se utiliza como voltaje de referencia para la fuente de alimentación. Este método solo reemplaza el voltaje de referencia original con un microcontrolador, que puede ingresar el valor del voltaje de salida de la fuente de alimentación con un botón. El microcontrolador no agrega un circuito de retroalimentación de la fuente de alimentación y no hay cambios en el circuito de alimentación. Este método es el más sencillo.
El segundo es expandir el AD del microcontrolador, detectando continuamente el voltaje de salida de la fuente de alimentación, ajustando la salida del DA en función de la diferencia entre el voltaje de salida de la fuente de alimentación y el valor establecido, controlando el chip PWM y controlar indirectamente el funcionamiento de la fuente de alimentación. De esta forma, el microcontrolador se ha añadido al bucle de retroalimentación de la fuente de alimentación, sustituyendo el enlace de amplificación original. El programa del microcontrolador necesita utilizar un algoritmo PID más complejo.
El tercero es expandir el AD del microcontrolador, detectando continuamente el voltaje de salida de la fuente de alimentación y emitiendo ondas PWM en función de la diferencia entre el voltaje de salida de la fuente de alimentación y el valor establecido, controlando directamente el funcionamiento de la fuente de alimentación. . De esta manera, el microcontrolador participa más en el funcionamiento de la fuente de alimentación.
El tercer método es la fuente de alimentación del interruptor de control de microcomputadora de un solo chip más completa, pero los requisitos para los microcontroladores de un solo chip también son los más altos. Se requiere que el microcontrolador tenga una velocidad de computación rápida y sea capaz de generar ondas PWM de frecuencia suficientemente alta. Estos microcontroladores son evidentemente caros.
La velocidad de los microcontroladores basados en DSP es bastante alta, pero el precio actual también es muy alto. Desde una perspectiva de costos, la proporción del costo de la energía es demasiado grande para ser adoptada.
Entre los microcontroladores de bajo costo, la serie AVR es la más rápida y tiene salida PWM, que puede considerarse para su adopción. Sin embargo, la frecuencia de trabajo del microcontrolador AVR todavía no es lo suficientemente alta y sólo puede utilizarse de mala gana. A continuación, calcularemos el nivel al que el microcontrolador AVR puede controlar directamente el funcionamiento de la fuente de alimentación conmutada.
En el microcontrolador AVR, la frecuencia máxima de reloj es 16 MHz. Si la resolución PWM es de 10 bits, entonces la frecuencia de la onda PWM, también conocida como frecuencia de funcionamiento de la fuente de alimentación conmutada, es 16000000/1024=15625 (Hz). Obviamente, no es suficiente que la fuente de alimentación conmutada funcione a esta frecuencia (dentro del rango de audio). Entonces, tomando la resolución PWM como 9 bits, la frecuencia de trabajo de la fuente de alimentación conmutada esta vez es 16000000/512=32768 (Hz), que se puede usar fuera del rango de audio, pero todavía hay una cierta distancia desde el Frecuencia de trabajo de las fuentes de alimentación conmutadas modernas.
Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la resolución de {{0}} bits significa que durante el ciclo de encendido y apagado del transistor de potencia, se puede dividir en 512 partes. Solo en términos de conducción, suponiendo un ciclo de trabajo de 0,5, solo se puede dividir en 256 partes. Teniendo en cuenta que el ancho del pulso no está relacionado linealmente con la salida de la fuente de alimentación, es necesario realizar al menos un pliegue más. En otras palabras, la potencia de salida solo se puede controlar hasta 1/128 como máximo, independientemente de los cambios de carga o de voltaje de la red, el grado de control solo puede llegar a este punto.
