單片機控制開關電源,單從對電源輸出的控制來說,可以有幾種控制方式:
其一是單片機輸出一個電壓(經DA芯片或PWM方式),用作電源的基準電壓。這種方式僅僅是用單片機代替了原來的基準電壓,可以用按鍵輸入電源的輸出電壓值,單片機并沒有加入電源的反饋環(huán),電源電路并沒有什么改動.這種方式最簡單。
其二是單片機擴展AD,不斷檢測電源的輸出電壓,根據電源輸出電壓與設定值之差,調整DA的輸出,控制PWM芯片,間接控制電源的工作。這種方式單片機已加入到電源的反饋環(huán)中,代替原來的比較放大環(huán)節(jié),單片機的程序要采用比較復雜的PID算法。
其三是單片機擴展AD,不斷檢測電源的輸出電壓,根據電源輸出電壓與設定值之差,輸出PWM波,直接控制電源的工作。這種方式單片機介入電源工作最多。
還有就是最徹底的單片機控制開關電源,但對單片機的要求也最高。要求單片機運算速度快,而且能夠輸出足夠高頻率的PWM波。這樣的單片機顯然價格也高。
DSP類單片機速度夠高,但目前價格也很高,從成本考慮,占電源成本的比例太大,不宜采用。廉價單片機中,AVR系列最快,具有PWM輸出,可以考慮采用。但AVR單片機的工作頻率仍不夠高,只能是勉強使用。下面我們具體計算一下AVR單片機直接控制開關電源工作可以達到什么水平。
AVR單片機中。時鐘頻率最高為16MHz。如果PWM分辨率為10位,那么PWM波的頻率也就是開關電源的工作頻率為16000000/1024=15625(Hz),開關電源工作在這個頻率下顯然不夠(在音頻范圍內)。那么取PWM分辨率為9位,這次開關電源的工作頻率為16000000/512=32768(Hz),在音頻范圍外,可以用,但距離現代開關電源的工作頻率還有一定距離。
不過必須注意,9位分辨率是說功率管導通-關斷這個周期中,可以分成512份,單就導通而言,假定占空比為0.5,則只能分成256份。考慮到脈沖寬度與電源的輸出并非線性關系,需要至少再打個對折,也就是說,電源輸出最多只能控制到1/128,無論負載變化還是網電源電壓變化,控制的程度只能到此為止。