単一チップ制御スイッチング電源のいくつかの制御方法の分析
シングルチップマイコン制御のスイッチング電源の出力を制御するにはいくつかの制御方法があります。
1 つは、マイクロコントローラーが (DA チップまたは PWM モード経由で) 電圧を出力し、それが電源の基準電圧として使用されることです。 この方法は、本来の基準電圧をマイコンに置き換えるだけで、電源の出力電圧値をボタンで入力できるようになります。 マイクロコントローラーは電源のフィードバック ループを追加しておらず、電源回路に変更はありません。 この方法が最も簡単です。
2つ目は、マイコンのADを拡張し、電源の出力電圧を継続的に検出し、電源の出力電圧と設定値の差に基づいてDAの出力を調整し、PWMチップを制御し、電源の動作を間接的に制御します。 このようにして、マイクロコントローラーが電源のフィードバック ループに追加され、元の増幅リンクが置き換えられます。 マイクロコントローラー プログラムは、より複雑な PID アルゴリズムを使用する必要があります。
3つ目は、マイコンのADを拡張し、電源の出力電圧を継続的に検出し、電源の出力電圧と設定値の差に基づいてPWM波を出力し、電源の動作を直接制御することです。 。 このように、マイコンは電源の動作に最も関与します。
3番目の方法は、最も徹底したシングルチップマイコンによるスイッチ電源制御ですが、シングルチップマイコンへの要求も最も高くなります。 マイクロコントローラーには、高速な演算速度と、十分に高い周波数の PWM 波を出力できることが要求されます。 このようなマイクロコントローラーは明らかに高価です。
DSP ベースのマイクロコントローラーの速度は十分に高速ですが、現在の価格も非常に高価です。 コストの観点から見ると、電力コストの割合が大きすぎて採用できません。
低価格マイコンの中ではAVRシリーズが最も高速でPWM出力を備えているため採用を検討できます。 しかし、AVR マイコンの動作周波数はまだ十分高くなく、仕方なくしか使用できません。 以下では、AVR マイクロコントローラーがスイッチング電源の動作を直接制御できるレベルを計算します。
AVR マイクロコントローラーでは、最大クロック周波数は 16MHz です。 PWM 分解能が 10 ビットの場合、スイッチング電源の動作周波数とも呼ばれる PWM 波の周波数は 16000000/1024=15625 (Hz) です。 スイッチング電源がこの周波数 (可聴範囲内) で動作するだけでは明らかに十分ではありません。 そこで、今回のスイッチング電源の動作周波数は、PWM分解能を9ビットとすると、16000000/512=32768(Hz)となり、可聴帯域外でも使用可能ですが、まだある程度の距離があります。最新のスイッチング電源の動作周波数。
ただし、{{0}} ビット分解能は、パワー トランジスタのオンオフ サイクル中に 512 の部分に分割できることを意味することに注意する必要があります。 伝導のみに関して言えば、デューティ サイクルを 0.5 と仮定すると、256 個の部分にしか分割できません。 パルス幅が電源の出力と線形関係にないことを考慮すると、少なくとももう 1 回折り返す必要があります。 つまり、負荷の変化や系統電圧の変化に関係なく、電力出力は最大でも1/128までしか制御できず、制御度はこの点までしかありません。
