微控制器在开关电源中的应用

技术分类: 电源技术  | 2003-04-18
Greg Zvonar,Galaxy Power公司:EDN China

需确定启动次数,以解决排序问题。只要把微控制器的故障逻辑电路、启动电路和计时功能组合在一起,你就可以制定复杂的监控方案。请注意,对于任何暴露在外的引脚来说,电源干线二极管和串联电阻器等保护电路都是很重要的。  

  闭环控制  

  令人遗憾的是,今天的廉价微控制器缺乏足够高的处理能力和速度,不能对典型的开关电源进行全面的数字闭环控制。把模拟 PWM 集成到微控制器中,例如 Microchip 公司的PIC16C781,就可以形成一种进行闭环控制的混合技术(图4)。这种器件使用高速比较器来控制脉冲宽度。微代码控制着软启动、频率以及最小和最大占空因数。任何与现成 PWM 芯片打交道的人,都会体会到对该芯片的行为进行某些控制的好处。   

  向全数字控制环路迈进了一步的是一种使用一个快速内部模拟电流环路和一带宽较小的外部数字控制环路的混合控制方案。例如,你可以使用 Atmel 公司的 ATTiny15L 型PLL 频率增强的 PWM 作为这类应用的 DAC(图5)。在本例中,微控制器利用这种10位 ADC 监控电源的输出电压,并把 EA(误差放大器)信号作为外部模拟 PWM来控制

。对微控制器输出的 150 kHz PWM 取平均值,就可以产生这一模拟信号。 Tiny15L 缺乏硬件倍增器,因此它只能实现一种有限的控制算法。价格较为昂贵的 Atmel ATMega8 包含有一个足以实现真正模拟式控制算法的硬件倍增器。   

  电源设计增加了微控制器,就可提高性能,降低成本。首先,你要检查当前的电源,并确定微控制器可以代替哪些功能。然后,选择一种集成了内部振荡器的微控制器、适当数量的计时器、监视计时器复位器和模拟外设(如ADC)、比较器和数字信号。你或许只需要最少的程序存储器空间。接下来,你应该会在以后的电路板设计中享受微控制器带来的灵活性和经济性的好处。  

  图片说明  

  图1 一个简单的滞后窗口比较器监控电源的输入电压,而且仅仅在输入电压处于有效输入范围之内时启动这些电源电路。   

  图2 具有模/数输入端的微控制器可以取代模拟窗口比较器。   

  图3 微控制器可以很方便地用来代替“启动引脚监控电路”。   

  图4 把微控制器对 PWM 的支持与模拟控制配合使用,便产生了一种实现闭环控制的混合技术。   

  图5 一种实现闭环控制的混合技术,就是利用微控制器来监控电源的输出电压,并驱动外部 PWM 器件。   

  技术纵横__2003年3月30日

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