Proiectarea sursei de alimentare cu comutare DC pentru microcomputer cu un singur cip
Principala metodă de control a sursei de alimentare în modul comutator este de a utiliza un circuit integrat de modulare a lățimii de impuls pentru a ieși impulsuri PWM și de a utiliza un regulator PID analog pentru modularea lățimii de impuls. Această metodă de control are anumite erori și circuitul este relativ complex. Acest articol prezintă o sursă de alimentare cu comutare cu o gamă largă de tensiune de ieșire reglabilă continuu, controlată de microcontrolerul de înaltă performanță μ psd3354 de la compania ST. Microcontrolerul generează direct unde PWM și efectuează control digital pe circuitul principal al sursei de alimentare în comutație. Circuitul este simplu și puternic.
Principiul și proiectarea generală a sistemului de alimentare cu curent continuu
1.1 Principiul sistemului
Acest sistem de alimentare cu curent continuu este format din două părți: circuitul principal al sursei de alimentare în comutație și circuitul de control. Circuitul principal procesează în principal energia electrică, în timp ce circuitul de control prelucrează în principal semnale electrice. Feedback-ul negativ este folosit pentru a forma un sistem de control automat. Sursa de comutare adoptă metoda de control PWM, iar abaterea este obținută prin compararea cantității date și a cantității de feedback. Ieșirea PWM este controlată de un regulator PID digital pentru a controla ieșirea sursei de alimentare comutatoare. Printre acestea, reglarea PID și ieșirea PWM sunt ambele controlate de software folosind un sistem de microcontroler.
1.2 Proiectarea generală a sistemului
Partea hardware a sistemului constă din circuite de rectificare și filtrare de intrare și ieșire, părți de conversie a puterii, circuite de comandă, sisteme de microcontrolere și circuite auxiliare. Figura 1 prezintă schema structurală a unei surse de alimentare CC controlată de un microcontroler.
După cum se poate vedea, puterea de 50Hz și 220V AC este filtrată de filtrul de rețea pentru a elimina interferențele din rețea, apoi intră în filtrul redresorului de intrare pentru rectificare și filtrare, transformându-l într-un semnal de tensiune DC. Semnalul DC este convertit într-un semnal AC de înaltă frecvență printr-un circuit de conversie a puterii, iar semnalul AC de înaltă frecvență este apoi convertit într-o ieșire de tensiune DC printr-un circuit de rectificare și filtrare de ieșire [1]. Circuitul de control adoptă metoda de modulare a lățimii impulsului PWM, iar semnalul de control PWM cu lățimea pulsului reglabil generat de microcontroler este procesat de circuitul de comandă pentru a conduce circuitul de conversie a puterii să funcționeze. Folosind un canal de conversie ADC de mare viteză al unui microcontroler pentru a colecta tensiunea de ieșire la intervale regulate și comparând-o cu valoarea așteptată, ajustarea PID este efectuată pe baza erorii sale. Circuitul de achiziție a tensiunii realizează achiziția tensiunii continue V0 și o potrivește cu domeniul de tensiune de intrare analogică a convertorului A/D. În cazul defecțiunilor de supratensiune, supracurent și scurtcircuit în sursa de alimentare comutată, circuitul de protecție joacă un rol de protecție pentru sursa de alimentare și sarcină. Sursa de alimentare auxiliară oferă curent continuu pentru circuitele de control, circuitele de acționare etc.
2. Proiectarea circuitului principal al sursei de alimentare a comutatorului
Circuitul principal al sursei de alimentare comutatoare este utilizat pentru a finaliza conversia DC-AC-DC. Circuitul principal al sistemului adoptă un convertor DC-DC cu punte completă, așa cum se arată în Figura 2. Dispozitivul de comutare a puterii utilizat în acest sistem este modulul IGBT din seria BSM 50GB120DN2 de la compania EUPEC. Fiecare modul este o structură pe jumătate de punte, deci sunt necesare două module în sistemul de punte complet. Fiecare modul este încorporat cu o diodă de rulare liberă rapidă.
