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技能达人谈开关电源的单片机操控

开关电源的主要作用就是控制开关管的开通及关断时间比率,随着越来越多的人投身单片机技术,单片机当中的开关电源技术逐渐成为电源设计者们讨论的话题,本篇文章主要是一位电源高手发表了自己对单片机当中开关电源控

开关电源的首要效果便是操控开关管的注册及关断时刻比率,跟着越来越多的人投身单片机技能,单片机傍边的开关电源技能逐步成为电源规划者们评论的论题,本篇文章首要是一位电源高手宣布了自己对单片机傍边开关电源操控的一些观点。

单片机操控开关电源傍边,单从对电源输出的操控视点来说,可以有如下有几种操控方法:

第一种是单片机输出一个电压(经DA芯片或PWM方法),用作电源的基准电压。这种方法仅仅是用单片机替代了本来的基准电压,可以用按键输入电源的输出电压值,单片机并没有参加电源的反应环,电源电路并没有什么改动。这种方法最简略。

第二种是单片机扩展AD,不断检测电源的输出电压,依据电源输出电压与设定值之差,调整DA的输出,操控PWM芯片,直接操控电源的作业。这种方法单片机已参加到电源的反应环中,替代本来的比较扩大环节,单片机的程序要选用比较复杂的PID算法。

第三种是单片机扩展AD,不断检测电源的输出电压,依据电源输出电压与设定值之差,输出PWM波,直接操控电源的作业。这种方法单片机介入电源作业最多。

假如想要完全的完结单片机操控开关电源,那么咱们要挑选第三种方法。但是这种方法对单片机的要求比较高,非常检测单片机的运算速度,并且可以输出高频率的PWM波。当然相对的,这种单片机的价格也愈加昂扬。所以从本钱上考虑,尽管DSP类的单片机在速度上有优势,但是价格也更高,对本钱的要求也更高,所以不适合选用。

假如想要操控本钱的话,咱们就可以选用廉价单片机。在廉价单片机中,AVR系列最快并且具有PWM输出可以考虑选用。但AVR单片机的作业频率仍不行高,只能是牵强运用。下面咱们详细核算一下AVR单片机直接操控开关电源作业可以到达什么水平。

AVR单片机中,时钟频率最高为16MHz。假如PWM分辨率为10位,那么PWM波的频率也便是开关电源的作业频率为16000000/1024=15625(Hz),开关电源作业在这个频率下明显不行(在音频规模内)。那么取PWM分辨率为9位,这次开关电源的作业频率为16000000/512=32768(Hz),在音频规模外,可以用,但间隔现代开关电源的作业频率还有必定间隔。不过有必要留意,9位分辨率是说功率管导通-关断这个周期中,可以分红512份,单就导通而言,假定占空比为0。5,则只能分红256份。考虑到脉冲宽度与电源的输出并非线性关系,需求至少再打个半数,也便是说,电源输出最多只能操控到1/128,不管负载改变仍是网电源电压改变,操控的程度只能到此为止。

还要留意,上面所述只要一个PWM波,是单端作业。假如要推挽作业(包含半桥),那就需求两个PWM波,上述操控精度还要折半,只能操控到约1/64。对要求不高的电源例如电池充电,可以满意运用要求,但对要求输出精度较高的电源,这就不行了。

综上所述,AVR单片机只能很牵强地运用在直接操控PWM的方法中。

但是上列第二种操控方法,即单片机调整DA的输出,操控PWM芯片,直接操控电源的作业,却对单片机没有那么高的要求,51系列单片机已可担任。而51系列单片机的价格比AVR仍是低一些。

有的朋友表明,单片机操控开关电源的缺陷在于动态呼应不行,长处是规划的弹性好,如维护和通讯,我的主意是单片机和PWM芯片相结合,现在的一般单片机的PWM输出的频率遍及还不是太高,频率太高,想要完结单周期操控也很难。所以我觉得单片机但是完结一些弹性的模仿给定,后边还有PWM芯片完结一些作业。”

无独有偶,在我看到的一篇文章傍边,也是用数字电路输出PWM波直接操控开关电源作业。他是用CPLD再加单片机进行操控。众所周知CPLD的价格以及开发难度绝非单片机可比,那么他为什么要这样做?原因如作者所说,因为单片机的PWM宽度小,导致精度低,不能满意体系的要求。作者又说,在这些情况下,使用片外PWM电路无疑是一种抱负的挑选。他挑选CPLD芯片来完结PWM。我则主张:仍是用开关电源本来的操控芯片来完结。不光价格低,并且简单完结单周期电流检测等维护功用。咱们大可不必为数字操控而数字操控。

这位技能达人不仅从电源输出的操控视点将单片机的开关电源操控进行了分类,还从本钱的视点动身剖析了哪种芯片更适合作为开关电源的操控。信任我们在看过这位达人的剖析之后可以对单片机的开关电源规划发生更多的主意。

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