Johdatus useisiin yksisiruohjatun hakkurivirtalähteen ohjausmenetelmiin
Yksi on, että mikro-ohjain tuottaa jännitteen (DA-sirun tai PWM-moodin kautta), jota käytetään virtalähteen referenssijännitteenä. Tämä menetelmä korvaa alkuperäisen referenssijännitteen vain mikro-ohjaimella, joka voi syöttää virtalähteen lähtöjännitteen arvon painikkeella. Mikrokontrolleri ei lisää virtalähteen takaisinkytkentäsilmukkaa, eikä virtapiiriin tapahdu muutoksia. Tämä menetelmä on yksinkertaisin.
Toinen on laajentaa mikro-ohjaimen AD:ta, havaitsemalla jatkuvasti virtalähteen lähtöjännite, säätämällä DA:n lähtöä virtalähteen lähtöjännitteen ja asetetun arvon välisen eron perusteella, ohjaamalla PWM-sirua ja ohjaa epäsuorasti virtalähteen toimintaa. Tällä tavalla mikro-ohjain on lisätty virtalähteen takaisinkytkentäsilmukkaan korvaten alkuperäisen vahvistuslinkin. Mikrokontrolleriohjelman on käytettävä monimutkaisempaa PID-algoritmia.
Kolmas on laajentaa mikro-ohjaimen AD:ta, joka havaitsee jatkuvasti virtalähteen lähtöjännitteen ja tuottaa PWM-aaltoja virtalähteen lähtöjännitteen ja asetetun arvon välisen eron perusteella ohjaten suoraan virtalähteen toimintaa. . Tällä tavalla mikro-ohjain on eniten mukana virtalähteen toiminnassa.
Kolmas menetelmä on perusteellisin yksisiruinen mikrotietokoneen ohjauskytkinvirtalähde, mutta vaatimukset yksisiruisille mikrokontrollereille ovat myös korkeimmat. Mikrokontrollerilta vaaditaan nopea laskentanopeus ja se pystyy tuottamaan riittävän korkeataajuisia PWM-aaltoja. Tällaiset mikro-ohjaimet ovat selvästi kalliita.
DSP-pohjaisten mikro-ohjainten nopeus on riittävän korkea, mutta myös nykyinen hinta on erittäin korkea. Kustannusten näkökulmasta sähkökustannusten osuus on liian suuri hyväksyttäväksi.
Edullisista mikro-ohjaimista AVR-sarja on nopein ja siinä on PWM-lähtö, jota voidaan harkita omaksumista varten. AVR-mikro-ohjaimen toimintataajuus ei kuitenkaan ole vielä tarpeeksi korkea ja sitä voidaan käyttää vain vastahakoisesti. Alla lasketaan taso, jolle AVR-mikro-ohjain voi suoraan ohjata hakkurivirtalähteen toimintaa.
AVR-mikro-ohjaimessa maksimikellotaajuus on 16 MHz. Jos PWM-resoluutio on 10 bittiä, niin PWM-aallon taajuus, joka tunnetaan myös hakkuriteholähteen toimintataajuutena, on 16000000/1024=15625 (Hz). Ilmeisestikään ei riitä, että hakkurivirtalähde toimii tällä taajuudella (äänialueen sisällä). Joten kun PWM-resoluutioksi otetaan 9 bittiä, kytkentävirtalähteen toimintataajuus on tällä kertaa 16000000/512=32768 (Hz), jota voidaan käyttää äänialueen ulkopuolella, mutta silti on tietty etäisyys nykyaikaisten hakkuriteholähteiden toimintataajuus.
On kuitenkin huomattava, että {{0}}bittiresoluutio tarkoittaa, että tehotransistorin on off -jakson aikana se voidaan jakaa 512 osaan. Pelkästään johtavuuden kannalta, jos käyttösuhde on 0,5, se voidaan jakaa vain 256 osaan. Ottaen huomioon, että pulssin leveys ei ole lineaarisesti suhteessa teholähteen lähtöön, on tarpeen tehdä vähintään yksi taitto lisää. Toisin sanoen lähtötehoa voidaan ohjata vain korkeintaan 1/128:aan riippumatta kuormituksen muutoksista tai verkkojännitteen muutoksista, ohjausaste voi saavuttaa vain tämän pisteen.
Huomaa myös, että on vain yksi edellä mainittu PWM-aalto, joka toimii yhdessä päässä. Jos tarvitaan työntötoimintoa (mukaan lukien puolisilta), tarvitaan kaksi PWM-aaltoa, ja yllä olevaa ohjaustarkkuutta on vähennettävä puoleen, mikä voidaan ohjata vain noin 1/64:ään. Vähän vaatimuksia vaativille virtalähteille, kuten akun lataukselle, se voi täyttää käyttövaatimukset, mutta suurta lähtötarkkuutta vaativille virtalähteille tämä ei riitä.
