지능형 제어 스위칭 전원 공급 장치의 설계를 구현하는 방법
지능형 제어 스위치 설계 전원 공급 장치는 전원 출력 제어부터 여러 가지 제어 방법이 있습니다. 하나는 단일 칩 마이크로컴퓨터가 전원 공급 장치의 기준 전압으로 사용되는 전압(DA 칩 또는 PWM 모드를 통해)을 출력한다는 것입니다. 이 방법은 원래의 기준 전압을 단일 칩 마이크로컴퓨터로 대체할 뿐이며 전원 공급 장치의 출력 전압 값을 버튼으로 입력할 수 있습니다. 단일 칩 마이크로컴퓨터는 전원 피드백 루프에 참여하지 않으며 전원 회로도 크게 변하지 않습니다. 이 방법이 가장 쉽습니다.
두 번째는 단일 칩 마이크로컴퓨터의 AD를 확장하고, 전원 공급 장치의 출력 전압을 지속적으로 감지하고, 전원 공급 장치의 출력 전압과 설정 값의 차이에 따라 DA의 출력을 조정하고, PWM을 제어하는 것입니다. 칩을 사용하고 전원 공급 장치의 작업을 간접적으로 제어합니다. 이러한 방식으로 단일 칩 마이크로컴퓨터가 전원 공급 장치의 피드백 루프에 추가되어 원래의 비교 및 증폭 링크를 대체했으며 단일 칩 마이크로컴퓨터의 프로그램은 더 복잡한 PID 알고리즘을 채택해야 합니다. 세 번째는 단일 칩 마이크로컴퓨터의 AD를 확장하고, 전원 공급 장치의 출력 전압을 지속적으로 감지하고, 전원 공급 장치의 출력 전압과 설정 값의 차이에 따라 PWM 파동을 출력하여 작업을 직접 제어하는 것입니다. 전원 공급 장치의. 이러한 방식으로 단일 칩 마이크로컴퓨터가 전원 공급 장치 작업에 가장 많이 개입합니다.
세 번째 방법은 가장 철저한 단일 칩 마이크로컴퓨터 제어 지능형 제어 스위치이지만 단일 칩 마이크로컴퓨터에 대한 요구 사항도 가장 높습니다. 싱글칩 마이크로컴퓨터는 동작속도가 빠르고, 충분히 높은 주파수의 PWM파를 출력할 수 있는 것이 요구된다. 이러한 마이크로 컨트롤러는 분명히 비용이 많이 듭니다. DSP 단일 칩 마이크로컴퓨터의 속도는 충분히 높지만 현재 가격도 매우 높습니다. 비용을 고려하면 전원 공급 비용의 큰 부분을 차지하므로 사용하기에 적합하지 않습니다. 저렴한 단일 칩 마이크로컴퓨터 중에서 AVR 시리즈가 가장 빠르며 PWM 출력도 고려해볼 수 있습니다. 그러나 AVR 단일 칩 마이크로컴퓨터의 작동 주파수는 아직 충분히 높지 않아 거의 사용할 수 없습니다. AVR 마이크로 컨트롤러가 스위칭 전원 공급 장치를 직접 제어할 수 있는 수준을 구체적으로 계산해 보겠습니다.
AVR 마이크로 컨트롤러에서 클록 주파수는 최대 16MHz입니다. PWM 분해능이 10비트라면 PWM파의 주파수, 즉 스위칭 전원 공급 장치의 작동 주파수는 16000000/1024=15625(Hz)이므로 분명히 충분하지 않습니다. 스위칭 전원 공급 장치가 이 주파수(오디오 범위)에서 작동하도록 합니다. 그런 다음 PWM 분해능을 9비트로 취하고 이번에 스위칭 전원 공급 장치의 작동 주파수는 16000000/512=32768(Hz)입니다. 이는 오디오 주파수 범위 밖에서 사용할 수 있지만 여전히 일정 거리가 있습니다. 최신 스위칭 전원 공급 장치의 작동 주파수. 그러나 9-비트 분해능은 파워 튜브의 켜기-끄기 주기를 512개 부분으로 나눌 수 있음을 의미한다는 점에 유의해야 합니다. 턴온에 관한 한, 듀티 사이클을 0.5라고 가정하면 256개 부분으로만 나눌 수 있습니다. 펄스 폭과 전원 공급 장치 출력 사이의 비선형 관계를 고려하면 적어도 절반으로 접어야 합니다. 즉, 전원 공급 장치의 출력은 최대 1/128까지만 제어할 수 있습니다. 부하의 변화나 전원 전압의 변화에 관계없이 제어 정도는 이 지점까지만 도달할 수 있습니다. 또한 위에서 설명한 것처럼 단일 종단 작업인 단 하나의 PWM 웨이브만 있다는 점에 유의하세요. 푸시풀 동작(하프 브리지 포함)이 필요한 경우 2개의 PWM 파동이 필요하며 위에서 언급한 제어 정확도는 절반으로 줄어들고 약 1/64까지만 제어할 수 있습니다.
배터리 충전 등 수요가 적은 전원의 사용 요구 사항을 충족할 수 있지만 높은 출력 정확도가 필요한 전원에는 충분하지 않습니다. 요약하자면, AVR 마이크로컨트롤러는 직접 PWM 제어 방식으로만 사용할 수 있습니다. 그러나 위에 나열된 두 번째 지능형 제어 스위치 설계 제어 방법, 즉 단일 칩 마이크로 컴퓨터는 DA의 출력을 조정하고 PWM 칩을 제어하며 전원 공급 장치의 작업을 간접적으로 제어하지만 그렇게 높지는 않습니다. 단일 칩 마이크로컴퓨터에 대한 요구 사항을 충족하며 51 시리즈 단일 칩 마이크로컴퓨터가 유능합니다. 51 시리즈 MCU의 가격은 여전히 AVR보다 낮습니다. 지능형 제어 스위치 설계의 단점은 동적 응답이 충분하지 않다는 것입니다. 보호와 통신, 싱글칩과 PWM 칩의 결합 등 디자인이 유연한 것이 장점이다. 단일 사이클 제어를 달성하는 것도 어렵습니다. 그래서 저는 단일 칩 마이크로컴퓨터가 유연한 아날로그 설정을 완료할 수 있다고 생각하며, 그 뒤에는 일부 작업을 완료하는 PWM 칩이 있습니다. 제어를 위해 CPLD plus 마이크로 컨트롤러를 사용하는 기사를 본 적이 있습니다.
CPLD의 가격과 개발 난이도가 싱글 칩 마이크로컴퓨터와 결코 비교할 수 없다는 것을 우리 모두 알고 있는데, 그는 왜 이런 짓을 하는 걸까? 그 이유는 저자가 말했듯이 단일 칩 마이크로컴퓨터의 PWM 폭이 작아서 정밀도가 낮아 시스템 요구 사항을 충족할 수 없기 때문입니다. 저자는 또한 이러한 경우 오프칩 PWM 회로를 적용하는 것이 의심할 여지 없이 이상적인 선택이라고 말했습니다. 그는 PWM을 구현하기 위해 CPLD 칩을 선택했습니다. 나는 제안한다: 여전히 스위칭 전원 공급 장치의 원래 제어 칩을 사용하여 실현한다. 가격이 저렴할 뿐만 아니라 단일주기 전류 감지 등 보호 기능 구현도 용이하다. 디지털 제어를 위해서는 디지털 제어가 필요하지 않습니다. 위는 지능형 제어 스위치의 설계입니다. 친구가 토론에 참여하고 수정해 주시기 바랍니다.
