מבוא למספר שיטות בקרה של ספק כוח מיתוג מבוקר יחיד

Aug 22, 2023

השאר הודעה

מבוא למספר שיטות בקרה של ספק כוח מיתוג מבוקר יחיד

 

האחת היא שהמיקרו-בקר מוציא מתח (באמצעות שבב DA או מצב PWM), המשמש כמתח הייחוס עבור ספק הכוח. שיטה זו מחליפה רק את מתח הייחוס המקורי במיקרו-בקר, שיכול להזין את ערך מתח המוצא של ספק הכוח באמצעות כפתור. המיקרו-בקר אינו מוסיף לולאת משוב של ספק הכוח, ואין שינויים במעגל החשמל. שיטה זו היא הפשוטה ביותר.


השני הוא הרחבת AD של המיקרו-בקר, זיהוי מתמשך של מתח המוצא של ספק הכוח, התאמת הפלט של ה-DA בהתבסס על ההבדל בין מתח המוצא של ספק הכוח והערך שנקבע, שליטה על שבב PWM, ו שליטה עקיפה על פעולת ספק הכוח. בדרך זו, המיקרו-בקר נוסף ללולאת המשוב של ספק הכוח, ומחליף את קישור ההגברה המקורי. תוכנית המיקרו-בקר צריכה להשתמש באלגוריתם PID מורכב יותר.


השלישית היא הרחבת AD של המיקרו-בקר, זיהוי מתמשך של מתח המוצא של ספק הכוח, והוצאת גלי PWM בהתבסס על ההבדל בין מתח המוצא של ספק הכוח לבין הערך שנקבע, תוך שליטה ישירה על פעולת ספק הכוח . בדרך זו, המיקרו-בקר מעורב ביותר בתפעול אספקת החשמל.


השיטה השלישית היא אספקת הכוח היסודית ביותר של מתג בקרת מיקרו-שבב יחיד, אך הדרישות עבור בקרי מיקרו-שבב בודד הן גם הגבוהות ביותר. המיקרו-בקר נדרש למהירות מחשוב מהירה ולהיות מסוגל להוציא גלי PWM בתדר גבוה מספיק. מיקרו-בקרים כאלה הם כמובן יקרים.


המהירות של מיקרו-בקרים מבוססי DSP גבוהה מספיק, אבל המחיר הנוכחי הוא גם גבוה מאוד. מנקודת מבט של עלות, החלק של עלות החשמל גדול מכדי לאמץ אותו.


מבין בקרי המיקרו בעלות נמוכה, סדרת ה-AVR היא המהירה ביותר ובעלת פלט PWM, שניתן לשקול לאימוץ. עם זאת, תדר העבודה של המיקרו-בקר של הרסיבר עדיין לא מספיק גבוה וניתן להשתמש בו רק בעל כורחו. להלן, נחשב את הרמה שאליה המיקרו-בקר של הרסיבר יכול לשלוט ישירות על פעולת ספק הכוח המיתוג.


במיקרו-בקר של הרסיבר, תדר השעון המרבי הוא 16MHz. אם רזולוציית ה-PWM היא 10 סיביות, אזי התדר של גל ה-PWM, הידוע גם בתור תדר הפעולה של ספק הכוח המחליף, הוא 16000000/1024=15625 (Hz). זה כמובן לא מספיק שספק הכוח המיתוג יפעל בתדר זה (בתוך טווח השמע). אז, אם ניקח את רזולוציית PWM כ-9 סיביות, תדירות העבודה של ספק הכוח המיתוג הפעם היא 16000000/512=32768 (Hz), שניתן להשתמש בו מחוץ לטווח האודיו, אך עדיין יש מרחק מסוים מה- תדירות עבודה של ספקי כוח מודרניים למיתוג.


עם זאת, יש לציין שרזולוציית הסיביות {{0}} פירושה שבמהלך מחזור הטרנזיסטור ההדלקה, ניתן לחלק אותו ל-512 חלקים. מבחינת הולכה בלבד, בהנחה של מחזור עבודה של 0.5, ניתן לחלק אותה רק ל-256 חלקים. בהתחשב בכך שרוחב הדופק אינו קשור באופן ליניארי לפלט של ספק הכוח, יש צורך לבצע לפחות קיפול אחד נוסף. במילים אחרות, ניתן לשלוט בתפוקת הכוח רק ל-1/128 לכל היותר, ללא קשר לשינויי עומס או שינויים במתח הרשת, מידת השליטה יכולה להגיע רק לנקודה זו.


שים לב גם שיש רק גל PWM אחד שהוזכר לעיל, שפועל על קצה בודד. אם נדרשת פעולת משיכה בדחיפה (כולל חצי גשר), נדרשים שני גלי PWM, ויש להפחית את דיוק הבקרה הנ"ל בחצי, אותו ניתן לשלוט רק לכ-1/64. עבור ספקי כוח עם דרישות נמוכות, כגון טעינת סוללה, הוא יכול לעמוד בדרישות השימוש, אך עבור ספקי כוח הדורשים דיוק פלט גבוה, זה לא מספיק.

 

Regulator Bench Source

שלח החקירה