Design av DC-svitsjingsstrømforsyning for mikrodatamaskin med én brikke
Hovedkontrollmetoden for strømforsyning i brytermodus er å bruke integrert krets for pulsbreddemodulasjon for å sende ut PWM-pulser, og bruke analog PID-regulator for pulsbreddemodulasjon. Denne kontrollmetoden har visse feil og kretsen er relativt kompleks. Denne artikkelen presenterer en strømsvitsjende strømforsyning med et bredt spekter av kontinuerlig justerbar utgangsspenning, kontrollert av den høyytelsesmikrokontrolleren μ psd3354 fra ST company. Mikrokontrolleren genererer direkte PWM-bølger og utfører digital kontroll på hovedkretsen til byttestrømforsyningen. Kretsen er enkel og kraftig.
Prinsipp og generell utforming av strømforsyningssystem for likestrøm
1.1 Systemprinsipp
Dette strømforsyningssystemet for likestrøm består av to deler: hovedkretsen til byttestrømforsyningen og kontrollkretsen. Hovedkretsen behandler hovedsakelig elektrisk energi, mens kontrollkretsen hovedsakelig behandler elektriske signaler. Negativ tilbakemelding brukes til å danne et automatisk kontrollsystem. Byttestrømforsyningen bruker PWM-kontrollmetoden, og avviket oppnås ved å sammenligne den gitte mengden og tilbakemeldingsmengden. PWM-utgangen styres av en digital PID-regulator for å kontrollere utgangen fra byttestrømforsyningen. Blant dem styres både PID-regulering og PWM-utgang av programvare ved hjelp av et mikrokontrollersystem.
1.2 Overordnet systemdesign
Maskinvaredelen av systemet består av inn- og ut-rettings- og filtreringskretser, strømkonverteringsdeler, drivkretser, mikrokontrollersystemer og hjelpekretser. Figur 1 viser strukturdiagrammet for en likestrømsforsyning styrt av en mikrokontroller.
Som du kan se, filtreres 50Hz og 220V AC strøm av nettfilteret for å eliminere interferens fra nettet, og går deretter inn i inngangslikeretterfilteret for likeretting og filtrering, og konverterer det til et likespenningssignal. DC-signalet konverteres til et høyfrekvent AC-signal gjennom en strømkonverteringskrets, og det høyfrekvente AC-signalet konverteres deretter til en DC-spenningsutgang gjennom en utgangsrettings- og filtreringskrets [1]. Kontrollkretsen bruker PWM-pulsbreddemodulasjonsmetoden, og PWM-kontrollsignalet med justerbar pulsbredde generert av mikrokontrolleren behandles av drivkretsen for å drive kraftkonverteringskretsen til å fungere. Ved å bruke en høyhastighets ADC-konverteringskanal til en mikrokontroller for å samle utgangsspenning med jevne mellomrom, og sammenligne den med forventet verdi, utføres PID-justering basert på feilen. Spenningsinnsamlingskretsen realiserer anskaffelsen av likespenning V0 og matcher den med det analoge inngangsspenningsområdet til A/D-omformeren. Ved overspennings-, overstrøm- og kortslutningsfeil i koblingsstrømforsyningen, spiller beskyttelseskretsen en beskyttende rolle for strømforsyningen og belastningen. Hjelpestrømforsyningen gir likestrøm til styrekretser, drivkretser, etc.
2. Hovedkretsdesign av bryterstrømforsyning
Hovedkretsen til byttestrømforsyningen brukes til å fullføre konverteringen av DC-AC-DC. Systemets hovedkrets bruker en DC-DC-omformer med full bro, som vist i figur 2. Strømbryterenheten som brukes i dette systemet er BSM 50GB120DN2-seriens IGBT-modul fra EUPEC-selskapet. Hver modul er en halv brostruktur, så det kreves to moduler i hele brosystemet. Hver modul er innebygd med en rask frihjulsdiode.
