Пројектовање ДЦ прекидачког напајања за микрорачунар са једним чипом
Главни начин управљања напајањем прекидача је коришћење интегрисаног кола са модулацијом ширине импулса за излаз ПВМ импулса и коришћење аналогног ПИД регулатора за модулацију ширине импулса. Овај начин управљања има одређене грешке и коло је релативно сложено. У овом чланку је представљено прекидачко напајање са широким опсегом континуално подесивог излазног напона, које контролише микроконтролер високих перформанси μ псд3354 компаније СТ. Микроконтролер директно генерише ПВМ таласе и врши дигиталну контролу на главном колу прекидачког напајања. Коло је једноставно и моћно.
Принцип и општи дизајн система за напајање једносмерном струјом
1.1 Принцип система
Овај систем напајања једносмерном струјом састоји се од два дела: главног кола прекидачког напајања и управљачког кола. Главно коло углавном обрађује електричну енергију, док управљачко коло углавном обрађује електричне сигнале. Негативна повратна спрега се користи за формирање система аутоматског управљања. Прекидачко напајање усваја ПВМ метод управљања, а одступање се добија поређењем дате количине и количине повратне спреге. ПВМ излаз контролише дигитални ПИД регулатор за контролу излаза прекидачког напајања. Међу њима, ПИД регулација и ПВМ излаз се контролишу софтвером користећи систем микроконтролера.
1.2 Општи дизајн система
Хардверски део система се састоји од улазних и излазних кола за исправљање и филтрирање, делова за конверзију енергије, погонских кола, система микроконтролера и помоћних кола. На слици 1 приказан је структурни дијаграм ДЦ напајања којим управља микроконтролер.
Као што се може видети, 50Хз и 220В АЦ напајање се филтрира помоћу мрежног филтера да би се елиминисале сметње из мреже, а затим улази у улазни филтер исправљача за исправљање и филтрирање, претварајући га у сигнал једносмерног напона. ДЦ сигнал се конвертује у високофреквентни АЦ сигнал преко кола за конверзију снаге, а високофреквентни АЦ сигнал се затим претвара у излаз једносмерног напона кроз излазно коло за исправљање и филтрирање [1]. Контролно коло усваја метод модулације ширине ПВМ импулса, а ПВМ контролни сигнал са подесивом ширином импулса који генерише микроконтролер обрађује погонско коло како би покренуло коло за конверзију снаге да ради. Коришћењем брзог АДЦ конверзијског канала микроконтролера за прикупљање излазног напона у редовним интервалима и упоређивањем са очекиваном вредношћу, ПИД подешавање се врши на основу његове грешке. Коло за аквизицију напона реализује аквизицију једносмерног напона В0 и усклађује га са опсегом аналогног улазног напона А/Д претварача. У случају кварова пренапона, прекомерне струје и кратког споја у прекидачком напајању, заштитно коло игра заштитну улогу за напајање и оптерећење. Помоћно напајање обезбеђује једносмерну струју за контролна кола, погонска кола итд.
2. Дизајн главног кола прекидача напајања
Главно коло прекидачког напајања се користи за завршетак конверзије ДЦ-АЦ-ДЦ. Главно коло система усваја ДЦ-ДЦ претварач са пуним мостом, као што је приказано на слици 2. Уређај за пребацивање снаге који се користи у овом систему је ИГБТ модул серије БСМ 50ГБ120ДН2 компаније ЕУПЕЦ. Сваки модул је полумост структура, тако да су два модула потребна у систему пуног моста. Сваки модул је уграђен са брзом слободном диодом.
