सिंगलचिप नियंत्रित स्विचिंग बिजली आपूर्ति के लिए कई नियंत्रण विधियों का विश्लेषण
एकल-चिप माइक्रो कंप्यूटर नियंत्रित स्विचिंग बिजली आपूर्ति के बिजली उत्पादन को नियंत्रित करने के लिए कई नियंत्रण विधियाँ हैं।
एक यह है कि माइक्रोकंट्रोलर एक वोल्टेज (डीए चिप या पीडब्लूएम मोड के माध्यम से) आउटपुट करता है, जिसका उपयोग बिजली आपूर्ति के लिए संदर्भ वोल्टेज के रूप में किया जाता है। यह विधि केवल मूल संदर्भ वोल्टेज को एक माइक्रोकंट्रोलर से प्रतिस्थापित करती है, जो एक बटन के साथ बिजली आपूर्ति के आउटपुट वोल्टेज मान को इनपुट कर सकता है। माइक्रोकंट्रोलर बिजली आपूर्ति का फीडबैक लूप नहीं जोड़ता है, और पावर सर्किट में कोई बदलाव नहीं होता है। यह विधि सबसे सरल है.
दूसरा है माइक्रोकंट्रोलर के एडी का विस्तार करना, बिजली आपूर्ति के आउटपुट वोल्टेज का लगातार पता लगाना, बिजली आपूर्ति के आउटपुट वोल्टेज और निर्धारित मूल्य के बीच अंतर के आधार पर डीए के आउटपुट को समायोजित करना, पीडब्लूएम चिप को नियंत्रित करना, और बिजली आपूर्ति के संचालन को अप्रत्यक्ष रूप से नियंत्रित करना। इस तरह, मूल प्रवर्धन लिंक को प्रतिस्थापित करते हुए, माइक्रोकंट्रोलर को बिजली आपूर्ति के फीडबैक लूप में जोड़ा गया है। माइक्रोकंट्रोलर प्रोग्राम को अधिक जटिल पीआईडी एल्गोरिदम का उपयोग करने की आवश्यकता है।
तीसरा है माइक्रोकंट्रोलर के एडी का विस्तार करना, लगातार बिजली आपूर्ति के आउटपुट वोल्टेज का पता लगाना, और बिजली आपूर्ति के आउटपुट वोल्टेज और निर्धारित मूल्य के बीच अंतर के आधार पर पीडब्लूएम तरंगों को आउटपुट करना, सीधे बिजली आपूर्ति के संचालन को नियंत्रित करना। . इस तरह, माइक्रोकंट्रोलर बिजली आपूर्ति संचालन में सबसे अधिक शामिल होता है।
तीसरी विधि सबसे गहन सिंगल-चिप माइक्रो कंप्यूटर नियंत्रण स्विच बिजली आपूर्ति है, लेकिन सिंगल-चिप माइक्रोकंट्रोलर की आवश्यकताएं भी सबसे अधिक हैं। माइक्रोकंट्रोलर के लिए तेज़ कंप्यूटिंग गति और पर्याप्त उच्च आवृत्ति की पीडब्लूएम तरंगों को आउटपुट करने में सक्षम होना आवश्यक है। ऐसे माइक्रोकंट्रोलर स्पष्ट रूप से महंगे हैं।
डीएसपी आधारित माइक्रोकंट्रोलर की गति काफी अधिक है, लेकिन वर्तमान कीमत भी बहुत अधिक है। लागत के दृष्टिकोण से, बिजली लागत का अनुपात अपनाने के लिए बहुत बड़ा है।
कम लागत वाले माइक्रोकंट्रोलर्स में, AVR श्रृंखला सबसे तेज़ है और इसमें PWM आउटपुट है, जिसे अपनाने पर विचार किया जा सकता है। हालाँकि, AVR माइक्रोकंट्रोलर की कार्य आवृत्ति अभी भी पर्याप्त नहीं है और इसका उपयोग केवल अनिच्छा से किया जा सकता है। नीचे, हम उस स्तर की गणना करेंगे जिस तक एवीआर माइक्रोकंट्रोलर स्विचिंग बिजली आपूर्ति के संचालन को सीधे नियंत्रित कर सकता है।
AVR माइक्रोकंट्रोलर में अधिकतम क्लॉक फ्रीक्वेंसी 16MHz है। यदि पीडब्लूएम रिज़ॉल्यूशन 10 बिट है, तो पीडब्लूएम तरंग की आवृत्ति, जिसे स्विचिंग बिजली आपूर्ति की ऑपरेटिंग आवृत्ति के रूप में भी जाना जाता है, 16000000/1024=15625 (हर्ट्ज) है। यह स्पष्ट रूप से स्विचिंग बिजली आपूर्ति के लिए इस आवृत्ति (ऑडियो रेंज के भीतर) पर काम करने के लिए पर्याप्त नहीं है। तो, पीडब्लूएम रिज़ॉल्यूशन को 9 बिट के रूप में लेते हुए, इस बार स्विचिंग बिजली आपूर्ति की कार्य आवृत्ति 16000000/512=32768 (हर्ट्ज) है, जिसका उपयोग ऑडियो रेंज के बाहर किया जा सकता है, लेकिन अभी भी एक निश्चित दूरी है आधुनिक स्विचिंग बिजली आपूर्ति की कार्य आवृत्ति।
हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बिट रिज़ॉल्यूशन का मतलब है कि पावर ट्रांजिस्टर के बंद चक्र के दौरान, इसे 512 भागों में विभाजित किया जा सकता है। अकेले चालन की दृष्टि से कर्तव्य चक्र को 0.5 मानते हुए इसे केवल 256 भागों में विभाजित किया जा सकता है। यह ध्यान में रखते हुए कि पल्स की चौड़ाई बिजली आपूर्ति के आउटपुट से रैखिक रूप से संबंधित नहीं है, कम से कम एक और गुना बनाना आवश्यक है। दूसरे शब्दों में, बिजली उत्पादन को अधिकतम 1/128 तक ही नियंत्रित किया जा सकता है, लोड परिवर्तन या ग्रिड वोल्टेज परिवर्तन की परवाह किए बिना, नियंत्रण की डिग्री केवल इस बिंदु तक पहुंच सकती है।
