Introdução a vários métodos de controle de microcomputador de chip único Fonte de alimentação de comutação controlada
Houve muitos artigos publicados nesta versão sobre fontes de alimentação de comutação controlada por microcontroladores, e o debate foi intenso. Eu gostaria de aproveitar esta oportunidade para compartilhar meus pontos de vista também.
Existem vários métodos de controle para controlar a saída de energia de uma fonte de alimentação de comutação controlada por microcontrolador.
Uma é que o microcontrolador gera uma tensão (via método DA Chip ou PWM) como tensão de referência para a fonte de alimentação. Este método substitui apenas a tensão de referência original por um microcontrolador, que pode inserir o valor de tensão de saída da fonte de alimentação através de botões. O microcontrolador não adiciona um loop de feedback à fonte de alimentação e o circuito de energia não foi modificado. Este método é o mais simples.
O segundo é expandir o anúncio do microcontrolador, detectar continuamente a tensão de saída da fonte de alimentação, ajustar a saída da DA com base na diferença entre a tensão de saída da fonte de alimentação e o valor definido, controlar o chip PWM e controlar indiretamente a operação da fonte de alimentação. Este método adicionou um microcontrolador ao loop de feedback da fonte de alimentação, substituindo o link de amplificação original. O programa de microcontrolador precisa usar um algoritmo PID mais complexo.
O terceiro é expandir o anúncio do microcontrolador, detectar continuamente a tensão de saída da fonte de alimentação e a saída de ondas PWM com base na diferença entre a tensão de saída da fonte de alimentação e o valor definido, controlando diretamente a operação da fonte de alimentação. Este método envolve a mais intervenção do microcontrolador na operação da fonte de alimentação.
O terceiro método é a fonte de alimentação de comutação controlada por microcontrolador mais completa, mas também possui os requisitos mais altos para o microcontrolador. Requer que o microcontrolador tenha velocidade de computação rápida e possa gerar ondas PWM com frequência suficientemente alta. Esses microcontroladores são obviamente caros.
Os microcontroladores baseados em DSP têm alta velocidade, mas seus preços atuais também são altos. Do ponto de vista do custo, eles representam muito do custo da fonte de alimentação e não são adequados para uso.
Entre os microcontroladores baratos, a série AVR é a mais rápida e possui saída PWM, que pode ser considerada para uso. Mas a frequência operacional do microcontrolador AVR ainda não é alta o suficiente, só pode ser usada com relutância. Vamos calcular em detalhes qual nível pode ser alcançado controlando diretamente a operação da fonte de alimentação de comutação com um microcontrolador AVR.
Nos microcontroladores AVR, a frequência mais alta do relógio é de 16MHz. Se a resolução do PWM for de 10 bits, a frequência da onda PWM, que é a frequência operacional da fonte de alimentação de comutação, é 16000000/1024=15625 (Hz). É óbvio que a fonte de alimentação de comutação não é suficiente para operar nessa frequência (dentro da faixa de áudio). Portanto, com uma resolução PWM de 9 bits, a frequência operacional dessa fonte de alimentação de comutação é 16000000/512=32768 (Hz), que está fora da faixa de áudio e pode ser usada, mas ainda há uma certa distância da frequência de operação de suprimentos de alimentação de comutação modernos.
