Introdução ao design da fonte de alimentação de comutação DC de chip único
O principal método de controle da fonte de alimentação do modo de comutador é usar o circuito integrado da modulação de largura de pulso para os pulsos de saída PWM e usar o regulador PID analógico para modulação da largura de pulso. Esse método de controle possui certos erros e o circuito é relativamente complexo. Este artigo projeta um microcontrolador de chip único de alto desempenho como o núcleo de controle para uma fonte de alimentação com comutação de energia com uma ampla gama de tensão de saída continuamente ajustável. O microcontrolador gera diretamente ondas PWM e executa o controle digital no circuito principal da fonte de alimentação de comutação. O circuito é simples e poderoso.
1. Princípio e design geral do sistema de fonte de alimentação DC de potência
1.1 Princípio do sistema
Este sistema de fonte de alimentação CC de potência consiste em duas partes: o circuito principal da fonte de alimentação de comutação e o circuito de controle. O circuito principal processa principalmente energia elétrica, enquanto o circuito de controle processa principalmente sinais elétricos. O feedback negativo é usado para formar um sistema de controle automático. A fonte de alimentação de comutação adota o método de controle do PWM e o desvio é obtido comparando a quantidade e a quantidade de feedback fornecidas. A saída PWM é controlada por um regulador PID digital para controlar a saída da fonte de alimentação de comutação. Entre eles, a regulação do PID e a saída PWM são controlados por software usando um sistema de microcontrolador.
1.2 Design geral do sistema
A parte do hardware do sistema consiste em circuitos de retificação e filtragem de entrada e saída, peças de conversão de energia, circuitos de acionamento, sistemas de microcontroladores e circuitos auxiliares. A Figura 1 mostra o diagrama estrutural de uma fonte de alimentação CC controlada por um microcontrolador.
Na Figura 1, pode -se observar que 5 0 Hz, 220V CA Power é filtrado pelo filtro da grade para eliminar a interferência da grade e, em seguida, entra no filtro retificador de entrada para retificação e filtragem, convertendo -o em um sinal de tensão CC. O sinal CC é convertido em um sinal CA de alta frequência através de um circuito de conversão de energia e o sinal CA de alta frequência é então convertido em uma saída de tensão CC através de um circuito de retificação e filtragem de saída [1]. O circuito de controle adota o método de modulação da largura do pulso PWM e o sinal de controle PWM com largura de pulso ajustável gerado pelo microcontrolador é processado pelo circuito de direção para acionar o circuito de conversão de energia a funcionar. Usando um canal de conversão ADC de alta velocidade de um microcontrolador para coletar tensão de saída em intervalos regulares e comparando-o com o valor esperado, o ajuste do PID é realizado com base em seu erro. O circuito de aquisição de tensão realiza a aquisição da tensão DC V0 e a corresponde à faixa de tensão de entrada analógica do conversor A/D. No caso de falhas de sobretensão, sobrecorrente e curto -circuito na fonte de alimentação de comutação, o circuito de proteção desempenha uma função protetora para a fonte de alimentação e a carga. A fonte de alimentação auxiliar fornece energia CC para circuitos de controle, circuitos de acionamento, etc.
