การวิเคราะห์โหมดการควบคุมหลายโหมดของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวที่ควบคุมการสลับแหล่งจ่ายไฟ

Jun 26, 2023

ฝากข้อความ

การวิเคราะห์โหมดการควบคุมหลายโหมดของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวที่ควบคุมแหล่งจ่ายไฟสลับ

 

หนึ่งคือไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้า (ผ่านชิป DA หรือโหมด PWM) ซึ่งใช้เป็นแรงดันอ้างอิงของแหล่งจ่ายไฟ วิธีนี้จะแทนที่แรงดันอ้างอิงดั้งเดิมด้วยไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวเท่านั้น และค่าแรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟสามารถป้อนด้วยปุ่ม ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวไม่เข้าร่วมวงป้อนกลับของแหล่งจ่ายไฟ และวงจรแหล่งจ่ายไฟไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก วิธีนี้ง่ายที่สุด


ประการที่สองคือการขยาย AD ของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียว ตรวจจับแรงดันขาออกของแหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่อง ปรับเอาต์พุตของ DA ตามความแตกต่างระหว่างแรงดันขาออกของแหล่งจ่ายไฟและค่าที่ตั้งไว้ ควบคุม PWM ชิปและควบคุมการทำงานของแหล่งจ่ายไฟทางอ้อม ด้วยวิธีนี้ ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวได้ถูกเพิ่มเข้าไปในวงป้อนกลับของแหล่งจ่ายไฟ แทนที่ลิงก์การเปรียบเทียบและขยายสัญญาณเดิม และโปรแกรมของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปเดียวจำเป็นต้องนำอัลกอริทึม PID ที่ซับซ้อนมากขึ้นมาใช้


ประการที่สามคือการขยาย AD ของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียว ตรวจจับแรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่อง และคลื่น PWM เอาต์พุตตามความแตกต่างระหว่างแรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟและค่าที่ตั้งไว้ และควบคุมงานโดยตรง ของแหล่งจ่ายไฟ ด้วยวิธีนี้ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวจะแทรกแซงการทำงานของแหล่งจ่ายไฟมากที่สุด


วิธีที่สามคือแหล่งจ่ายไฟสลับการควบคุมไมโครคอมพิวเตอร์ชิปเดียวที่ละเอียดถี่ถ้วนที่สุด แต่ก็ยังมีความต้องการสูงสุดสำหรับไมโครคอมพิวเตอร์ชิปเดียว ความเร็วในการทำงานของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวนั้นต้องรวดเร็ว และสามารถส่งออกคลื่น PWM ที่มีความถี่สูงเพียงพอได้ เห็นได้ชัดว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ดังกล่าวมีราคาแพง


ความเร็วของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปเดียว DSP นั้นสูงพอ แต่ราคาปัจจุบันก็สูงเช่นกัน จากมุมมองของต้นทุน คิดเป็นส่วนใหญ่ของต้นทุนแหล่งจ่ายไฟ จึงไม่เหมาะสำหรับการใช้งาน


ในบรรดาไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวราคาถูก ซีรีส์ AVR นั้นเร็วที่สุดและฮา

3 power supply 30V 10A

เอาต์พุต PWM ซึ่งสามารถพิจารณาได้ อย่างไรก็ตาม ความถี่ในการทำงานของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียว AVR ยังไม่สูงพอ และแทบจะไม่สามารถใช้งานได้เลย มาคำนวณระดับที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR สามารถควบคุมแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งได้โดยตรง


ในไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR ความถี่สัญญาณนาฬิกาสูงถึง 16MHz หากความละเอียด PWM คือ 10 บิต ดังนั้นความถี่ของคลื่น PWM นั่นคือ ความถี่ในการทำงานของแหล่งจ่ายไฟสลับคือ 16000000/1024=15625 (Hz) และเห็นได้ชัดว่าไม่เพียงพอสำหรับแหล่งจ่ายไฟสลับ เพื่อทำงานที่ความถี่นี้ (ในช่วงเสียง) จากนั้นใช้ความละเอียด PWM เป็น 9 บิต และความถี่ในการทำงานของสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายในครั้งนี้คือ 16000000/512=32768 (Hz) ซึ่งสามารถใช้นอกช่วงเสียงได้ แต่ยังมีระยะห่างที่แน่นอนจาก ความถี่ในการทำงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งสมัยใหม่


อย่างไรก็ตาม ต้องสังเกตว่าความละเอียดบิต {{0}}หมายถึงรอบการเปิด-ปิดของหลอดไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็น 512 ส่วน เท่าที่เกี่ยวข้องกับการเปิดเครื่อง สมมติว่ารอบการทำงานคือ 0.5 จะสามารถแบ่งออกเป็น 256 ส่วนเท่านั้น เมื่อพิจารณาถึงความสัมพันธ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นระหว่างความกว้างพัลส์และเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟ จะต้องพับอย่างน้อยครึ่งหนึ่ง กล่าวคือ เอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟสามารถควบคุมได้สูงสุด 1/128 เท่านั้น โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของโหลดหรือการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ ระดับการควบคุมสามารถทำได้จนถึง


โปรดทราบว่ามีคลื่น PWM เพียงคลื่นเดียวตามที่อธิบายไว้ข้างต้น ซึ่งเป็นการทำงานแบบปลายเดียว หากจำเป็นต้องใช้การกดดึง (รวมถึงฮาล์ฟบริดจ์) จะต้องใช้คลื่น PWM สองคลื่น และความแม่นยำในการควบคุมที่กล่าวถึงข้างต้นจะลดลงครึ่งหนึ่ง และสามารถควบคุมได้ประมาณ 1/64 เท่านั้น สามารถตอบสนองความต้องการการใช้งานสำหรับแหล่งพลังงานที่มีความต้องการต่ำ เช่น การชาร์จแบตเตอรี่ แต่ไม่เพียงพอสำหรับแหล่งพลังงานที่ต้องการความแม่นยำในการส่งออกสูง

 

 

ส่งคำถาม