Úvod do niekoľkých metód riadenia jednočipového riadeného spínaného napájacieho zdroja
Jedným z nich je, že mikrokontrolér vydáva napätie (cez DA čip alebo režim PWM), ktoré sa používa ako referenčné napätie pre napájanie. Táto metóda iba nahrádza pôvodné referenčné napätie mikrokontrolérom, ktorý dokáže zadať hodnotu výstupného napätia zdroja pomocou tlačidla. Mikrokontrolér nepridáva spätnoväzbovú slučku napájacieho zdroja a nedochádza k žiadnym zmenám v napájacom obvode. Táto metóda je najjednoduchšia.
Druhým je rozšírenie AD mikrokontroléra, nepretržité zisťovanie výstupného napätia napájacieho zdroja, úprava výstupu DA na základe rozdielu medzi výstupným napätím napájacieho zdroja a nastavenou hodnotou, ovládanie PWM čipu a nepriame riadenie činnosti napájacieho zdroja. Týmto spôsobom bol mikrokontrolér pridaný do spätnoväzbovej slučky napájacieho zdroja, ktorý nahradil pôvodný zosilňovací spoj. Program mikrokontroléra potrebuje použiť zložitejší PID algoritmus.
Tretím je rozšírenie AD mikrokontroléra, nepretržité zisťovanie výstupného napätia napájacieho zdroja a výstup PWM vĺn na základe rozdielu medzi výstupným napätím napájacieho zdroja a nastavenou hodnotou, čím sa priamo riadi činnosť napájacieho zdroja. . Týmto spôsobom sa mikrokontrolér najviac podieľa na prevádzke napájania.
Tretím spôsobom je najdôkladnejšie napájanie jednočipových mikropočítačových riadiacich spínačov, avšak požiadavky na jednočipové mikrokontroléry sú tiež najvyššie. Vyžaduje sa, aby mikrokontrolér mal vysokú výpočtovú rýchlosť a bol schopný vydávať PWM vlny dostatočne vysokej frekvencie. Takéto mikrokontroléry sú samozrejme drahé.
Rýchlosť mikrokontrolérov na báze DSP je dostatočne vysoká, ale súčasná cena je tiež veľmi vysoká. Z hľadiska nákladov je podiel nákladov na energiu príliš veľký na to, aby sa dal prijať.
Medzi lacnými mikrokontrolérmi je séria AVR najrýchlejšia a má výstup PWM, ktorý možno zvážiť na prijatie. Pracovná frekvencia mikrokontroléra AVR však stále nie je dostatočne vysoká a možno ju používať len s nevôľou. Nižšie vypočítame úroveň, do akej môže mikrokontrolér AVR priamo riadiť činnosť spínaného zdroja.
V mikrokontroléri AVR je maximálna hodinová frekvencia 16 MHz. Ak je rozlíšenie PWM 10 bitov, potom frekvencia vlny PWM, známa aj ako prevádzková frekvencia spínaného zdroja, je 16000000/1024=15625 (Hz). Zjavne nestačí, aby spínaný zdroj pracoval na tejto frekvencii (v rámci audio rozsahu). Ak teda vezmeme rozlíšenie PWM ako 9 bitov, pracovná frekvencia spínaného zdroja je tentoraz 16 000 000/512=32768 (Hz), ktorú je možné použiť mimo zvukového rozsahu, ale stále existuje určitá vzdialenosť od pracovná frekvencia moderných spínaných zdrojov.
Je však potrebné poznamenať, že {{0}}bitové rozlíšenie znamená, že počas cyklu zapnutia a vypnutia výkonového tranzistora môže byť rozdelený na 512 častí. Pokiaľ ide o samotné vedenie, za predpokladu pracovného cyklu 0,5 ho možno rozdeliť iba na 256 častí. Vzhľadom na to, že šírka impulzu nie je lineárne spojená s výstupom zdroja, je potrebné urobiť ešte aspoň jeden záhyb. Inými slovami, výstupný výkon je možné regulovať maximálne na 1/128, bez ohľadu na zmeny zaťaženia alebo zmeny sieťového napätia, stupeň regulácie môže dosiahnuť len tento bod.
Všimnite si tiež, že existuje iba jedna vlna PWM uvedená vyššie, ktorá funguje na jednom konci. Ak je požadovaná prevádzka push-pull (vrátane polovičného mostíka), sú potrebné dve vlny PWM a vyššie uvedená presnosť ovládania musí byť znížená na polovicu, čo je možné ovládať len na približne 1/64. Pre napájacie zdroje s nízkymi požiadavkami, ako je nabíjanie batérie, môže spĺňať požiadavky na použitie, ale pre napájacie zdroje, ktoré vyžadujú vysokú presnosť výstupu, to nestačí.
