Uvod u nekoliko metoda upravljanja prekidačkim napajanjem kontroliranim jednim čipom
Jedan je da mikrokontroler daje napon (preko DA čipa ili PWM moda), koji se koristi kao referentni napon za napajanje. Ova metoda samo zamjenjuje originalni referentni napon mikrokontrolerom, koji može unijeti vrijednost izlaznog napona napajanja pomoću dugmeta. Mikrokontroler ne dodaje povratnu petlju napajanja i nema promjena u strujnom kolu. Ova metoda je najjednostavnija.
Drugi je da se proširi AD mikrokontrolera, kontinuirano detektuje izlazni napon napajanja, podešava izlaz DA na osnovu razlike između izlaznog napona napajanja i zadate vrednosti, kontroliše PWM čip, i indirektno kontrolišu rad napajanja. Na ovaj način, mikrokontroler je dodat u povratnu petlju napajanja, zamjenjujući originalnu vezu za pojačavanje. Program mikrokontrolera treba da koristi složeniji PID algoritam.
Treći je proširenje AD mikrokontrolera, kontinuirano detektujući izlazni napon napajanja i izlazne PWM talase na osnovu razlike između izlaznog napona napajanja i zadate vrednosti, direktno kontrolišući rad izvora napajanja . Na taj način mikrokontroler najviše učestvuje u radu napajanja.
Treća metoda je najtemeljnije napajanje prekidača za kontrolu mikroračunara s jednim čipom, ali su zahtjevi za mikrokontrolerima s jednim čipom također najviši. Od mikrokontrolera se traži da ima veliku brzinu računara i da može da emituje PWM talase dovoljno visoke frekvencije. Ovakvi mikrokontroleri su očigledno skupi.
Brzina DSP baziranih mikrokontrolera je dovoljno visoka, ali je i trenutna cijena vrlo visoka. Iz perspektive troškova, udio troškova električne energije je prevelik da bi se prihvatio.
Među jeftinim mikrokontrolerima, AVR serija je najbrža i ima PWM izlaz, što se može razmotriti za usvajanje. Međutim, radna frekvencija AVR mikrokontrolera još uvijek nije dovoljno visoka i može se koristiti samo nerado. U nastavku ćemo izračunati nivo do kojeg AVR mikrokontroler može direktno kontrolisati rad prekidačkog napajanja.
U AVR mikrokontroleru, maksimalna frekvencija takta je 16MHz. Ako je PWM rezolucija 10 bita, tada je frekvencija PWM talasa, poznata i kao radna frekvencija prekidačkog napajanja, 16000000/1024=15625 (Hz). Očigledno nije dovoljno da sklopno napajanje radi na ovoj frekvenciji (unutar audio opsega). Dakle, uzimajući PWM rezoluciju kao 9 bita, radna frekvencija prekidačkog napajanja ovog puta je 16000000/512=32768 (Hz), što se može koristiti izvan audio opsega, ali još uvijek postoji određena udaljenost od radna frekvencija savremenih prekidačkih izvora napajanja.
Međutim, mora se napomenuti da rezolucija bita {{0}} znači da se tokom ciklusa isključivanja tranzistora snage može podijeliti na 512 dijelova. Samo u smislu provodljivosti, uz pretpostavku radnog ciklusa od 0,5, može se podijeliti samo na 256 dijelova. S obzirom na to da širina impulsa nije linearno povezana sa izlazom napajanja, potrebno je napraviti barem još jedan preklop. Drugim riječima, izlazna snaga se može kontrolisati najviše do 1/128, bez obzira na promjene opterećenja ili promjene napona mreže, stupanj kontrole može doseći samo ovu tačku.
Takođe imajte na umu da postoji samo jedan PWM talas koji je gore pomenut, koji radi na jednom kraju. Ako je potreban rad push pull (uključujući polumost), potrebna su dva PWM talasa, a gornju tačnost kontrole treba smanjiti za polovinu, što se može kontrolisati samo na oko 1/64. Za napajanje sa niskim zahtjevima, kao što je punjenje baterije, može zadovoljiti zahtjeve za korištenje, ali za izvore napajanja koji zahtijevaju visoku izlaznu preciznost, to nije dovoljno.
