Phân tích một số phương pháp điều khiển cho nguồn điện chuyển mạch điều khiển bằng chip đơn
Có một số phương pháp điều khiển để kiểm soát công suất đầu ra của nguồn điện chuyển mạch được điều khiển bằng máy vi tính đơn chip.
Một là bộ vi điều khiển xuất ra một điện áp (thông qua chip DA hoặc chế độPWM), điện áp này được sử dụng làm điện áp tham chiếu cho nguồn điện. Phương pháp này chỉ thay thế điện áp tham chiếu ban đầu bằng một bộ vi điều khiển, có thể nhập giá trị điện áp đầu ra của nguồn điện bằng một nút bấm. Bộ vi điều khiển không thêm vòng phản hồi của nguồn điện và không có thay đổi nào đối với mạch nguồn. Phương pháp này là đơn giản nhất.
Thứ hai là mở rộng AD của vi điều khiển, liên tục phát hiện điện áp đầu ra của nguồn điện, điều chỉnh đầu ra của DA dựa trên sự chênh lệch giữa điện áp đầu ra của nguồn điện và giá trị cài đặt, điều khiển chipPWM, và gián tiếp điều khiển hoạt động của nguồn điện. Bằng cách này, bộ vi điều khiển đã được thêm vào vòng phản hồi của nguồn điện, thay thế liên kết khuếch đại ban đầu. Chương trình vi điều khiển cần sử dụng thuật toán PID phức tạp hơn.
Thứ ba là mở rộng AD của vi điều khiển, liên tục phát hiện điện áp đầu ra của nguồn điện và xuất ra sóng xung dựa trên sự chênh lệch giữa điện áp đầu ra của nguồn điện và giá trị cài đặt, trực tiếp điều khiển hoạt động của nguồn điện. . Bằng cách này, bộ vi điều khiển tham gia nhiều nhất vào hoạt động cung cấp điện.
Phương pháp thứ ba là cung cấp năng lượng cho công tắc điều khiển máy vi tính đơn chip kỹ lưỡng nhất, nhưng yêu cầu đối với bộ vi điều khiển đơn chip cũng cao nhất. Bộ vi điều khiển được yêu cầu phải có tốc độ tính toán nhanh và có thể tạo ra sóng xung tần số đủ cao. Những bộ vi điều khiển như vậy rõ ràng là đắt tiền.
Tốc độ của bộ vi điều khiển dựa trên DSP đủ cao, nhưng giá hiện tại cũng rất cao. Từ góc độ chi phí, tỷ trọng chi phí điện năng là quá lớn để có thể áp dụng.
Trong số các bộ vi điều khiển giá rẻ, dòng AVR là loại nhanh nhất và có đầu ra xung điện xung, có thể được xem xét áp dụng. Tuy nhiên, tần số làm việc của vi điều khiển AVR vẫn chưa đủ cao và chỉ có thể sử dụng một cách miễn cưỡng. Dưới đây, chúng tôi sẽ tính toán mức độ mà vi điều khiển AVR có thể trực tiếp điều khiển hoạt động của nguồn điện chuyển mạch.
Trong bộ vi điều khiển AVR, tần số xung nhịp tối đa là 16 MHz. Nếu độ phân giảiPWM là 10 bit thì tần số của sóngPWM, còn được gọi là tần số hoạt động của nguồn điện chuyển mạch, là 16000000/1024=15625 (Hz). Rõ ràng là không đủ để nguồn điện chuyển mạch hoạt động ở tần số này (trong phạm vi âm thanh). Vì vậy, lấy độ phân giảiPWM là 9 bit, tần số làm việc của nguồn điện chuyển mạch lần này là 16000000/512=32768 (Hz), có thể được sử dụng bên ngoài phạm vi âm thanh, nhưng vẫn có một khoảng cách nhất định so với tần số làm việc của nguồn điện chuyển mạch hiện đại.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng độ phân giải bit {{0}} có nghĩa là trong chu kỳ tắt bóng bán dẫn nguồn, nó có thể được chia thành 512 phần. Xét riêng về độ dẫn điện, giả sử chu kỳ nhiệm vụ là 0,5 thì nó chỉ có thể được chia thành 256 phần. Xét rằng độ rộng xung không liên quan tuyến tính với đầu ra của nguồn điện nên cần phải thực hiện thêm ít nhất một lần nữa. Nói cách khác, công suất đầu ra tối đa chỉ có thể được kiểm soát đến 1/128, bất kể phụ tải thay đổi hay điện áp lưới thay đổi, mức độ kiểm soát chỉ có thể đạt đến điểm này.
