单片机操控开关电源

单片机操控开关电源,单从对电源输出的操控来说,能够有几种操控方法.
其一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,能够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.
其二是单片机扩展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.
其三是单片机扩展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.
第三种方法是最完全的单片机操控开关电源,但对单片机的要求也最高.要求单片机运算速度快,并且能够输出满意高频率的PWM波.这样的单片机明显价格也高.
DSP类单片机速度够高,但现在价格也很高,从本钱考虑,占电源本钱的份额太大,不宜选用.
廉价单片机中,AVR系列最快,具有PWM输出,能够考虑选用.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能够到达什么水平.
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,能够用,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,能够分红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,能够满意运用要求,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.
网友coocle曾宣布他的观点:“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,在电子电源综合区中有篇原创文章《DPWM电路的研讨》,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.