Johdanto yhden sirun DC -kytkentävirtalähteen suunnitteluun
Kytkinmoodin virtalähteen pääohjausmenetelmä on käyttää pulssin leveyden modulaatio -integroidun piirin PWM -pulssien tulostamiseen ja käyttää analogisia PID -säätelijää pulssin leveyden modulaatioon. Tällä ohjausmenetelmällä on tiettyjä virheitä ja piiri on suhteellisen monimutkainen. Tässä artikkelissa suunnitellaan korkean suorituskyvyn yksisirun mikrokontrollerina ohjausydinksi virrankytkentävirtalähteelle, jolla on laaja valikoima jatkuvasti säädettävää lähtöjännitettä. Mikrokontrolleri tuottaa suoraan PWM -aaltoja ja suorittaa digitaalisen ohjauksen kytkentävirtalähteen pääpiirissä. Piiri on yksinkertainen ja tehokas.
1. Power DC -virtalähdejärjestelmän periaate ja yleinen suunnittelu
1.1 Järjestelmäperiaate
Tämä tehon DC -virtalähdejärjestelmä koostuu kahdesta osasta: kytkentävirtalähteen pääpiiristä ja ohjauspiiristä. Pääpiiri käsittelee pääasiassa sähköenergiaa, kun taas ohjauspiiri käsittelee pääasiassa sähköisiä signaaleja. Negatiivista palautetta käytetään automaattisen ohjausjärjestelmän muodostamiseen. Kytkentävirtalähde ottaa PWM -ohjausmenetelmän ja poikkeama saadaan vertaamalla annettua määrää ja palautteen määrää. PWM -lähtöä ohjataan digitaalisella PID -säätelijällä kytkentävirtalähteen lähtöä. Niistä PID -säätelyä ja PWM -lähtöä ohjataan molemmat ohjelmistolla mikrokontrollerijärjestelmää käyttämällä.
1.2 Järjestelmäsuunnittelu
Järjestelmän laitteistoosa koostuu syöttö- ja lähtösuojaus- ja suodatuspiiristä, tehonmuuntamisosista, käyttöpiiristä, mikrokontrollerijärjestelmistä ja apulaitteista. Kuvio 1 esittää mikrokontrollerin ohjaaman tasavirtalähteen rakennekaaviota.
Kuviosta 1 voidaan nähdä, että verkon suodattimella suodatetaan 5 0 Hz, 220 V AC -tehoa häiriöiden poistamiseksi ruudukosta ja syöttää sitten syöttösuuntasuodattimen korjaus- ja suodattamista varten, muuntamalla se tasavirtajännitesignaaliksi. DC-signaali muunnetaan korkeataajuiseksi vaihtovirtasignaaliksi tehonmuuntamispiirin kautta, ja korkeataajuinen vaihtovirtasignaali muunnetaan sitten tasavirtajännitehoiksi lähtösuojaus- ja suodatuspiirin avulla [1]. Ohjauspiiri ottaa PWM -pulssin leveyden modulaatiomenetelmän, ja PWM -ohjaussignaali, jolla on mikrokontrollerin tuottama säädettävä pulssin leveys, prosessoituu käyttöpiiri tehon muuntamispiirin ohjaamiseksi toimimaan. Käyttämällä mikrokontrollerin nopeaa ADC-muuntamiskanavaa lähtöjännitteen keräämiseen säännöllisin väliajoin ja vertaamalla sitä odotettuun arvoon, PID-säätö suoritetaan sen virheen perusteella. Jännitteen hankintapiiri toteuttaa tasajännite V0: n hankkimisen ja vastaa sitä A/D -muuntimen analogisen tulojännitealueen kanssa. Kytkentävirtalähteen ylijännitteen, ylivirta- ja oikosulkuvirheiden sattuessa suojapiirillä on virtalähteen ja kuormituksen suojaava rooli. Ylilaite tarjoaa tasavirtavirran ohjauspiireihin, käyttöpiireihin jne.
