スイッチング電源を制御するシングルチップマイコンのいくつかの制御モードの解析
1 つは、シングルチップマイコンが電圧を出力 (DA チップまたは PWM モード経由) 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、純正の基準電圧をワンチップ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することができます。 シングルチップマイコンは電源のフィードバックループに加わっていないため、電源回路は大きく変わりません。 この方法が最も簡単です。
2つ目は、シングルチップマイコンの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応じてDAの出力を調整し、PWMを制御することです。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、シングルチップ マイクロコンピュータは、元の比較増幅リンクに代わって電源のフィードバック ループに追加され、シングルチップ マイクロコンピュータのプログラムは、より複雑な PID アルゴリズムを採用する必要があります。
3つ目は、シングルチップマイコンの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応じてPWM波を出力し、動作を直接制御するものです。電源の。 このように、電源供給業務にはシングルチップマイコンが最も介入します。
3番目の方法は、最も徹底したシングルチップマイコン制御のスイッチング電源ですが、シングルチップマイコンに対する要求も最も高くなります。 シングルチップマイコンは動作速度が速く、十分に高い周波数のＰＷＭ波を出力できることが要求される。 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ワンチップマイコンは速度も十分に速いですが、現在の価格も高価です。 コストの観点から見ると、電源コストに占める割合が大きく、使用には適さない。
安価なシングルチップマイコンの中でAVRシリーズは最も高速であり、
■ PWM 出力。これは考慮することができます。 しかし、AVRワンチップマイコンの動作周波数はまだ十分高くなく、ギリギリ使える程度です。 AVRマイコンがスイッチング電源を直接制御できるレベルを具体的に計算してみましょう。
AVRマイコンでは、クロック周波数は最大16MHzです。 PWM分解能が10ビットの場合、PWM波の周波数、つまりスイッチング電源の動作周波数は16000000/1024=15625(Hz)となり、スイッチング電源としては明らかに不十分です。この周波数（可聴範囲内）で動作するようにします。 次に、PWM分解能を9ビットとし、今回のスイッチング電源の動作周波数は16000000/512=32768(Hz)となり、可聴帯域外でも使用可能ですが、それでも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、パワー管のターンオン/ターンオフ サイクルを 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。 ターンオンに関する限り、デューティ サイクルが 0.5 であると仮定すると、256 部分にしか分割できません。 パルス幅と電源出力の非線形関係を考慮すると、パルス幅を少なくとも半分に折り返す必要があります。つまり、電源出力は最大でも1/128までしか制御できません。負荷の変化や電源電圧の変化に関係なく、制御の度合いは限界までしかありません。
また、上で説明したように PWM 波は 1 つだけであり、シングルエンド動作であることに注意してください。 プッシュプル動作(ハーフブリッジ含む)が必要な場合、PWM波が2波必要となり、上記制御精度は半減し、1/64程度までしか制御できません。 バッテリー充電などの低需要電源の使用要件には対応できますが、高い出力精度が必要な電源には不十分です。
