Tek Çipli Kontrollü Anahtarlamalı Güç Kaynağının Çeşitli Kontrol Yöntemlerine Giriş
Birincisi, mikro denetleyicinin, güç kaynağı için referans voltajı olarak kullanılan bir voltajı (DA çipi veya PWM modu aracılığıyla) vermesidir. Bu yöntem yalnızca orijinal referans voltajını, güç kaynağının çıkış voltajı değerini bir düğmeyle girebilen bir mikro denetleyiciyle değiştirir. Mikrodenetleyici, güç kaynağına bir geri besleme döngüsü eklemez ve güç devresinde herhangi bir değişiklik olmaz. Bu yöntem en basit olanıdır.
İkincisi, mikrodenetleyicinin AD'sini genişletmek, güç kaynağının çıkış voltajını sürekli olarak tespit etmek, DA'nın çıkışını güç kaynağının çıkış voltajı ile ayarlanan değer arasındaki farka göre ayarlamak, PWM çipini kontrol etmektir ve Güç kaynağının çalışmasını dolaylı olarak kontrol etmek. Bu şekilde, orijinal amplifikasyon bağlantısının yerine, güç kaynağının geri besleme döngüsüne mikro denetleyici eklenmiştir. Mikrodenetleyici programının daha karmaşık bir PID algoritması kullanması gerekir.
Üçüncüsü, mikrodenetleyicinin AD'sini genişletmek, güç kaynağının çıkış voltajını sürekli olarak tespit etmek ve güç kaynağının çıkış voltajı ile ayarlanan değer arasındaki farka dayalı olarak PWM dalgaları çıkarmak, güç kaynağının çalışmasını doğrudan kontrol etmektir. . Bu şekilde mikrodenetleyici güç kaynağı işlemine en fazla dahil olur.
Üçüncü yöntem, en kapsamlı tek çipli mikro bilgisayar kontrol anahtarı güç kaynağıdır, ancak tek çipli mikro denetleyicilere yönelik gereksinimler de en yüksektir. Mikrodenetleyicinin hızlı hesaplama hızına sahip olması ve yeterince yüksek frekansta PWM dalgaları çıkarabilmesi gerekir. Bu tür mikrodenetleyicilerin pahalı olduğu açıktır.
DSP tabanlı mikrodenetleyicilerin hızı yeterince yüksek ancak mevcut fiyatı da oldukça yüksek. Maliyet açısından bakıldığında, enerji maliyetinin oranı benimsenemeyecek kadar büyüktür.
Düşük maliyetli mikrokontrolörler arasında AVR serisi en hızlı olanıdır ve benimsenmesi düşünülebilecek PWM çıkışına sahiptir. Ancak AVR mikro denetleyicisinin çalışma frekansı hala yeterince yüksek değildir ve ancak isteksizce kullanılabilir. Aşağıda, AVR mikro denetleyicisinin anahtarlama güç kaynağının çalışmasını doğrudan kontrol edebileceği seviyeyi hesaplayacağız.
AVR mikro denetleyicisinde maksimum saat frekansı 16MHz'dir. PWM çözünürlüğü 10 bit ise, anahtarlamalı güç kaynağının çalışma frekansı olarak da bilinen PWM dalgasının frekansı 16000000/1024=15625 (Hz) olur. Anahtarlamalı güç kaynağının bu frekansta (ses aralığı dahilinde) çalışması elbette yeterli değildir. Yani PWM çözünürlüğünü 9 bit olarak alırsak, anahtarlamalı güç kaynağının çalışma frekansı bu sefer 16000000/512=32768 (Hz) olur, bu da ses aralığı dışında da kullanılabilir, ancak yine de ses aralığının dışında da belirli bir mesafe vardır. Modern anahtarlamalı güç kaynaklarının çalışma frekansı.
Bununla birlikte, {{0}}bit çözünürlüğünün, güç transistörünün açık-kapalı döngüsü sırasında 512 parçaya bölünebileceği anlamına geldiğine dikkat edilmelidir. Yalnızca iletim açısından, görev döngüsünün 0,5 olduğu varsayıldığında yalnızca 256 parçaya bölünebilir. Darbe genişliğinin güç kaynağının çıkışı ile doğrusal olarak ilişkili olmadığı dikkate alındığında en az bir katlama daha yapılması gerekmektedir. Yani güç çıkışı en fazla 1/128 oranında kontrol edilebilmekte, yük değişimi ya da şebeke gerilimi değişimi ne olursa olsun kontrol derecesi ancak bu noktaya ulaşabilmektedir.
Ayrıca yukarıda bahsedilen tek bir uçta çalışan tek bir PWM dalgasının bulunduğunu unutmayın. İtme çekme işlemi (yarım köprü dahil) gerekiyorsa, iki PWM dalgası gerekir ve yukarıdaki kontrol doğruluğunun yarıya indirilmesi gerekir; bu yalnızca yaklaşık 1/64'e kadar kontrol edilebilir. Pil şarjı gibi düşük gereksinimlere sahip güç kaynakları için kullanım gereksinimlerini karşılayabilir ancak yüksek çıkış doğruluğu gerektiren güç kaynakları için bu yeterli değildir.
