Kuinka toteuttaa älykkään ohjauksen kytkentävirtalähteen suunnittelu
Älykäs ohjauskytkinsuunnittelun virtalähde, pelkästään tehon ohjauksesta, on olemassa useita ohjausmenetelmiä. Yksi on, että yksisiruinen mikrotietokone tuottaa jännitteen (DA-sirun tai PWM-moodin kautta), jota käytetään virtalähteen referenssijännitteenä. Tämä menetelmä korvaa vain alkuperäisen referenssijännitteen yksisiruisella mikrotietokoneella ja virtalähteen lähtöjännitteen arvo voidaan syöttää painikkeilla. Yksisiruinen mikrotietokone ei liity virtalähteen takaisinkytkentäpiiriin, eikä virtalähdepiiri muutu juurikaan. Tämä tapa on helpoin.
Toinen on laajentaa yksisiruisen mikrotietokoneen AD:ta, havaita jatkuvasti virtalähteen lähtöjännite, säätää DA:n lähtöä virtalähteen lähtöjännitteen ja asetetun arvon välisen eron mukaan, ohjata PWM:ää. siru, ja ohjata epäsuorasti virtalähteen toimintaa. Tällä tavalla yksisiruinen mikrotietokone on lisätty virtalähteen takaisinkytkentäsilmukkaan korvaten alkuperäisen vertailu- ja vahvistuslinkin, ja yksisiruisen mikrotietokoneen ohjelman on omaksuttava monimutkaisempi PID-algoritmi. Kolmas on laajentaa yksisiruisen mikrotietokoneen AD:ta, havaita jatkuvasti virtalähteen lähtöjännite ja tuottaa PWM-aaltoja virtalähteen lähtöjännitteen ja asetetun arvon välisen eron mukaan ja ohjata suoraan työtä virtalähteestä. Tällä tavalla yksisiruinen mikrotietokone puuttuu eniten virtalähteen toimintaan.
Kolmas tapa on perusteellisin yksisiruisen mikrotietokoneen ohjauksen älykäs ohjauskytkin, mutta sillä on myös korkeimmat vaatimukset yksisiruiselle mikrotietokoneelle. Yksisiruisen mikrotietokoneen toimintanopeuden edellytetään olevan nopea ja se pystyy tuottamaan riittävän korkean taajuuden PWM-aallon. Tällainen mikro-ohjain on selvästi kallis. Yksisiruisen DSP-mikrotietokoneen nopeus on riittävän korkea, mutta myös nykyinen hinta on erittäin korkea. Kustannuksiin nähden se muodostaa suuren osan virtalähteen kustannuksista, joten se ei sovellu käyttöön. Halvoista yksisiruisista mikrotietokoneista AVR-sarja on nopein ja siinä on PWM-lähtö, mikä voidaan ottaa huomioon. Yksisiruisen AVR-mikrotietokoneen toimintataajuus ei kuitenkaan ole vielä riittävän korkea, ja sitä voidaan käyttää vain vähän. Lasketaan tarkasti, millä tasolla AVR-mikrokontrolleri voi ohjata suoraan hakkuriteholähdettä.
AVR-mikro-ohjaimessa kellotaajuus on jopa 16MHz. Jos PWM-resoluutio on 10 bittiä, niin PWM-aallon taajuus eli hakkuriteholähteen toimintataajuus on 16000000/1024=15625 (Hz), eikä se selvästikään riitä. jotta kytkentävirtalähde toimisi tällä taajuudella (äänialueella). Otetaan sitten PWM-resoluutioksi 9 bittiä ja hakkuriteholähteen toimintataajuus tällä kertaa on 16000000/512=32768 (Hz), jota voidaan käyttää äänen taajuusalueen ulkopuolella, mutta silti on tietty etäisyys nykyaikaisten hakkuriteholähteiden toimintataajuutta. On kuitenkin huomioitava, että 9-bittiresoluutio tarkoittaa, että tehoputken päälle- ja poiskytkentäjakso voidaan jakaa 512 osaan. Mitä tulee päällekytkentään, se voidaan jakaa vain 256 osaan, jos käyttösuhde on 0,5. Ottaen huomioon pulssin leveyden ja teholähteen lähdön välinen epälineaarinen suhde, se on taitettava vähintään puoleen, eli teholähteen tehoa voidaan ohjata enintään 1/128:aan, riippumatta kuorman muutoksesta tai syöttöjännitteen muutoksesta, säätöaste voi saavuttaa tämän pisteen vasta asti. Huomaa myös, että on olemassa vain yksi edellä kuvattu PWM-aalto, joka on yksipäistä työtä. Jos push-pull-toimintoa (mukaan lukien puolisilta) vaaditaan, tarvitaan kaksi PWM-aaltoa, ja edellä mainittu ohjaustarkkuus puolittuu, ja sitä voidaan ohjata vain noin 1/64.
Se voi täyttää vähän vaativien virtalähteiden, kuten akun latauksen, käyttövaatimukset, mutta se ei riitä teholähteille, jotka vaativat suurta lähtötarkkuutta. Yhteenvetona voidaan todeta, että AVR-mikro-ohjainta voidaan käyttää vain vastahakoisesti suorana PWM-ohjauksena. Kuitenkin toinen yllä lueteltu älykäs ohjauskytkimen suunnitteluohjausmenetelmä, eli yksisiruinen mikrotietokone säätää DA:n lähtöä, ohjaa PWM-sirua ja ohjaa epäsuorasti virtalähteen toimintaa, mutta sillä ei ole niin korkeaa. Yksisiruisen mikrotietokoneen vaatimukset ja 51-sarjan yksisiruinen mikrotietokone on pätevä. 51-sarjan MCU:n hinta on edelleen alhaisempi kuin AVR:n. Älykkään ohjauskytkimen suunnittelun haittana on, että dynaaminen vaste ei riitä. Etuna on, että muotoilu on joustava, kuten suojaus ja viestintä, yhden sirun ja pwm-sirujen yhdistelmä. On myös vaikeaa saavuttaa yhden syklin ohjausta. Joten uskon, että yksisiruinen mikrotietokone voi suorittaa joitain joustavia analogisia asetuksia, ja sen takana on pwm-siru suorittaakseen työtä. Olen nähnyt artikkelin, jossa ohjataan CPLD plus -mikrokontrolleria.
Tiedämme kaikki, että CPLD:n hinta ja kehittämisen vaikeus eivät ole millään tavalla verrattavissa yksisiruisten mikrotietokoneiden hintaan, joten miksi hän tekee tämän? Syy on, kuten kirjoittaja sanoi, koska yksisiruisen mikrotietokoneen PWM-leveys on pieni, mikä johtaa alhaiseen tarkkuuteen, joka ei voi täyttää järjestelmän vaatimuksia. Kirjoittaja sanoi myös, että näissä tapauksissa piirin ulkopuolisen PWM-piirin käyttö on epäilemättä ihanteellinen valinta. Hän valitsi CPLD-sirun toteuttaakseen PWM:n. Ehdotan: käytä edelleen hakkurivirtalähteen alkuperäistä ohjaussirua toteuttaaksesi. Sen lisäksi, että hinta ei ole alhainen, on myös helppo toteuttaa suojaustoimintoja, kuten yksitahtivirran tunnistus. Emme tarvitse digitaalista ohjausta digitaalisen ohjauksen vuoksi. Yllä on suunnittelu älykäs ohjauskytkin, ystävät osallistumaan keskusteluun ja korjaa minua.
