Analyse mehrerer Steuermodi eines Einzelchip-Mikrocomputers zur Steuerung des Schaltnetzteils
Zum einen gibt der Single-Chip-Mikrocomputer eine Spannung aus (über den DA-Chip oder den PWM-Modus), die als Referenzspannung des Netzteils verwendet wird. Bei dieser Methode wird nur die ursprüngliche Referenzspannung durch einen Ein-Chip-Mikrocomputer ersetzt, und der Ausgangsspannungswert des Netzteils kann über Tasten eingegeben werden. Der Single-Chip-Mikrocomputer ist nicht in die Rückkopplungsschleife des Netzteils eingebunden und der Stromversorgungskreis ändert sich nicht wesentlich. Dieser Weg ist der einfachste.
Die zweite besteht darin, den AD des Einzelchip-Mikrocomputers zu erweitern, die Ausgangsspannung des Netzteils kontinuierlich zu erfassen, den Ausgang des DA entsprechend der Differenz zwischen der Ausgangsspannung des Netzteils und dem eingestellten Wert anzupassen und die PWM zu steuern Chip und steuern indirekt die Arbeit des Netzteils. Auf diese Weise wurde der Einzelchip-Mikrocomputer zur Rückkopplungsschleife der Stromversorgung hinzugefügt und ersetzte die ursprüngliche Vergleichs- und Verstärkungsverbindung. Das Programm des Einzelchip-Mikrocomputers muss einen komplizierteren PID-Algorithmus übernehmen.
Die dritte besteht darin, den AD des Einzelchip-Mikrocomputers zu erweitern, die Ausgangsspannung des Netzteils kontinuierlich zu erfassen und PWM-Wellen entsprechend der Differenz zwischen der Ausgangsspannung des Netzteils und dem eingestellten Wert auszugeben und die Arbeit direkt zu steuern der Stromversorgung. Auf diese Weise greift der Single-Chip-Mikrocomputer am stärksten in die Stromversorgungsarbeit ein.
Der dritte Weg ist das umfassendste Schaltnetzteil zur Steuerung eines Einzelchip-Mikrocomputers, stellt jedoch auch die höchsten Anforderungen an den Einzelchip-Mikrocomputer. Es ist erforderlich, dass die Betriebsgeschwindigkeit des Einzelchip-Mikrocomputers hoch ist und er eine PWM-Welle mit ausreichend hoher Frequenz ausgeben kann. Ein solcher Mikrocontroller ist natürlich teuer.
Die Geschwindigkeit des DSP-Einzelchip-Mikrocomputers ist hoch genug, aber der aktuelle Preis ist auch hoch. Aus Kostengründen macht es einen großen Teil der Stromversorgungskosten aus und ist daher nicht für den Einsatz geeignet.
Unter den günstigen Single-Chip-Mikrocomputern ist die AVR-Serie die schnellste und ha
s PWM-Ausgang, der berücksichtigt werden kann. Allerdings ist die Betriebsfrequenz des AVR-Einzelchip-Mikrocomputers immer noch nicht hoch genug und kann nur kaum genutzt werden. Lassen Sie uns konkret berechnen, auf welchem Niveau der AVR-Mikrocontroller das Schaltnetzteil direkt steuern kann.
Beim AVR-Mikrocontroller beträgt die Taktfrequenz bis zu 16 MHz. Wenn die PWM-Auflösung 10 Bit beträgt, beträgt die Frequenz der PWM-Welle, also die Betriebsfrequenz des Schaltnetzteils, 16000000/1024=15625 (Hz), was für das Schaltnetzteil offensichtlich nicht ausreicht um bei dieser Frequenz (im Audiobereich) zu arbeiten. Nehmen Sie dann die PWM-Auflösung als 9 Bit an, und die Betriebsfrequenz des Schaltnetzteils beträgt dieses Mal 16000000/512=32768 (Hz), was außerhalb des Audiobereichs verwendet werden kann, aber es gibt immer noch einen gewissen Abstand davon Betriebsfrequenz moderner Schaltnetzteile.
Es ist jedoch zu beachten, dass die {{0}}Bit-Auflösung bedeutet, dass der Einschalt-Ausschaltzyklus der Endstufenröhre in 512 Teile unterteilt werden kann. Was das Einschalten betrifft, kann es unter der Annahme, dass das Tastverhältnis 0,5 beträgt, nur in 256 Teile unterteilt werden. In Anbetracht der nichtlinearen Beziehung zwischen der Impulsbreite und der Leistung des Netzteils muss diese mindestens halbiert werden, d. h. die Leistung des Netzteils kann höchstens auf 1/128 gesteuert werden. Unabhängig von der Änderung der Last oder der Änderung der Versorgungsspannung kann der Steuerungsgrad nur bis zu einem gewissen Grad erreicht werden.
Beachten Sie auch, dass es wie oben beschrieben nur eine PWM-Welle gibt, bei der es sich um Single-Ended-Arbeit handelt. Wenn ein Push-Pull-Betrieb (einschließlich Halbbrücke) erforderlich ist, sind zwei PWM-Wellen erforderlich, und die oben genannte Regelgenauigkeit halbiert sich und kann nur auf etwa 1/64 geregelt werden. Es kann die Nutzungsanforderungen für Stromquellen mit geringem Bedarf wie das Laden von Batterien erfüllen, reicht jedoch nicht für Stromquellen aus, die eine hohe Ausgangsgenauigkeit erfordern.
