एनएपी * - कोर इंडिपेंडेंट पेरिफेरल
कोर इंडिपेंडेंट पेरिफेरल्स पर पिछले लेख बिजली की आपूर्ति स्विचन में माइक्रोकंट्रोलर
भाग २
लेख के पिछले भाग में , हमने एक स्विचिंग पावर सप्लाई (IIP) के "विशिष्ट" PWM कंट्रोलर, एक स्टब और IIP के कुछ टोपोलॉजी के आधार पर PWM नियंत्रकों के कार्यान्वयन विकल्पों के निर्माण के विकल्प पर विचार किया।
स्विचिंग बिजली की आपूर्ति के निर्माण के कार्य के लिए लागू किए गए कोर स्वतंत्र परिधीयों की क्षमताओं के साथ हम अपने परिचित को जारी रखेंगे।
तुल्यकालिक कनवर्टर
यदि आउटपुट वोल्टेज पर्याप्त रूप से कम है और डायोड पर ड्रॉप के साथ तुलनीय है, तो स्रोत की दक्षता में काफी गिरावट आती है। IIP मापदंडों में सुधार करने के लिए, डायोड को MOSFET द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जिस पर वोल्टेज ड्रॉप प्रत्यक्ष कनेक्शन में डायोड की तुलना में बहुत कम है। हमें एक समकालिक कनवर्टर मिलता है।
अंजीर। 2.1.a. बक कनवर्टर
अंजीर। 2.1.b. स्टेप-डाउन सिंक्रोनस कन्वर्टर
दो एंटीपेज़ पीडब्लूएम संकेतों के गठन के लिए, मानार्थ आउटपुट सिग्नल (सीओजी) उत्पन्न करने के लिए एक परिधीय मॉड्यूल का इरादा है।
पूरक सिग्नल जेनरेटर
आपको दो इनपुट सिग्नल स्रोतों का उपयोग करके एक या दो पूरक आउटपुट की अवधि और कर्तव्य चक्र को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। प्रमुख मापदंडों, जैसे कि डेड टाइम, ब्लैंकिंग, फेज, पोलरिटी, ऑटो-शटडाउन और ऑटो-रिकवरी को नियंत्रित करने की क्षमता के साथ मिलकर, COG मॉड्यूल PWM कंट्रोलर कोर के निर्माण के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है। 8-बिट माइक्रोचिप माइक्रोकंट्रोलर में पूरक सिग्नल जनरेटर पूरी तरह से स्वायत्त है और सामान्य मामले में एमके कोर के हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं है। सीओजी के साथ एक अधिक विस्तृत परिचित के लिए, मैं टीबी 3119 [4] के तकनीकी विवरण का संदर्भ देने की सलाह देता हूं।
सीओजी मॉड्यूल कुछ हद तक एसआर ट्रिगर के समान है, इसमें सेटअप और रीसेट इनपुट भी हैं, लेकिन घटनाओं (राइजिंग इवेंट और फॉलिंग इवेंट) पर काम कर रहे हैं। घटनाओं को मोर्चों / मंदी और चयनित इनपुट संकेतों के स्तरों पर दर्ज किया जाता है। इनपुट सिग्नल बाहरी (इनपुट पोर्ट) या आंतरिक (टाइमर, PWM, तुलनित्र, विन्यास योग्य तर्क कोशिकाएं, आदि) हो सकते हैं। पूरक सिग्नल जनरेटर के आउटपुट विभिन्न मोड में संचालित करने में सक्षम हैं: आधा-पुल, पूर्ण पुल, पुश-पुल, पीडब्लूएम। मीटर टाइम, ब्लैंकिंग, फेज डिले और पोलरिटी के काम को ध्यान में रखते हुए आउटपुट सिग्नल बनाए जाते हैं। एक नियम के रूप में, COG मॉड्यूल आउटपुट पोर्ट में लोड क्षमता (50-100mA) की वृद्धि होती है।
आउटपुट पावर चरणों की सुरक्षा के लिए, ट्रिपिंग इनपुट प्रदान किए जाते हैं, जिन घटनाओं पर मॉड्यूल आउटपुट सुरक्षित राज्य (0, 1 या 3rd राज्य) में स्थानांतरित किए जाते हैं। यदि अलार्म गायब हो जाता है, तो मॉड्यूल स्वचालित रूप से चालू हो सकता है, या प्रोग्राम हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है।
सीओजी मॉड्यूल एक ट्रांसफॉर्मर के साथ टोपोलॉजी के उपयोग की अनुमति देता है, जो आमतौर पर गैल्वेनिक रूप से पृथक एसएमपीएस के लिए उपयोग किया जाता है।
ट्रांसफॉर्मर, वोल्टेज और करंट कंट्रोल मोड का उपयोग आनुपातिक या हिस्टेरेटिक कंट्रोल के साथ कन्वर्टर्स का निर्माण करते समय भी किया जाता है, अर्थात। वही सब जो पहले लेख के पहले भाग में माना जाता था।
अंजीर। 2.2। ट्रांसफार्मर के साथ IPS टोपोलॉजी
अंजीर। 2.3। हिस्टैरिसीस वोल्टेज नियंत्रण मोड। निश्चित और समायोज्य आउटपुट वोल्टेज के साथ विकल्प।
अंजीर। 2.4। हिस्टेरिटिक करंट कंट्रोल मोड
अंजीर। 2.5। आनुपातिक नियंत्रण के साथ वर्तमान नियंत्रण मोड।
मल्टीफ़ेज़ वैकल्पिक PWM नियंत्रण
मल्टीफ़ेज़ कन्वर्टर्स में, ऑपरेशन का एक interleaved मोड अक्सर उपयोग किया जाता है, जिसमें वर्तमान पृथक्करण का उपयोग कई समान, समानांतर टोपोलॉजी के बीच किया जाता है। यह टोपोलॉजी आपको अधिक कुशल फ़िल्टरिंग (कम तरंग वर्तमान) प्राप्त करने, स्रोत के आकार को कम करने (कम फ़िल्टर), और दक्षता बढ़ाने की अनुमति देती है।
एक interleaved कनवर्टर में कई समान चैनल होते हैं, जिनमें से इनपुट और आउटपुट संयुक्त होते हैं, लेकिन ऐसे कन्वर्टर्स के नियंत्रण चरणों को 360 ° / n द्वारा स्थानांतरित किया जाता है, जहां n चरणों की संख्या है।
दो-चरण के वैकल्पिक बढ़ावा कनवर्टर के लिए, दो चैनल एंटीपेज़ में काम करते हैं - दो PWM सिग्नल एक दूसरे के सापेक्ष 180 ° स्थानांतरित किए जाते हैं।
एक सरल आरेख चित्र में दिखाया गया है। 2.6। [5]। कुंजी S1 और S2 को वैकल्पिक रूप से खोला जाता है। जब कुंजी S1 खुला होता है, S2 बंद होता है, तब L1 चार्ज किया जाता है, और L2 लोड करने के लिए पहले से संचित ऊर्जा देता है। इसके बाद, चैनल वैकल्पिक होते हैं।
अंजीर 2.6। इंटरलेव्ड स्विचिंग बिजली की आपूर्ति कैसे काम करती है, इसका चित्रण।
नीचे एक दो-चरण तुल्यकालिक वैकल्पिक चरण-अप कनवर्टर का एक आरेख है [6]।
कनवर्टर एक सामान्य वोल्टेज फीडबैक लूप के साथ चरम वर्तमान मूल्य की निगरानी करके संचालित होता है, जो दो स्वतंत्र वर्तमान छोरों का नियंत्रण प्रदान करता है। नियंत्रक निरंतर और रुक-रुक कर चालन मोड के बीच संक्रमण के दौरान चरणों के बीच वर्तमान का संतुलन, शॉर्ट सर्किट और कम तरंग के खिलाफ संरक्षण प्रदान करता है।
सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन के लिए, इनपुट को वापस प्रवाहित होने से रोकने के लिए अतिरिक्त उपायों की आवश्यकता होती है, जब इंडक्शन असंगत चालकता (DCM) मोड में बंद हो जाता है। जब इंडक्शन में करंट शून्य हो जाए तो सिंक्रोनस कन्वर्टर का टॉप स्विच बंद कर देना चाहिए।
चित्रा 2.7। दो-चरण इंटरलावेव सिंक्रोनस बूस्ट
अंजीर। 2.8। दो-चरण इंटरलेव तुल्यकालिक हिरन कनवर्टर
अंजीर। 2.9। दो-चरण इंटरलेव फ्लाईबैक कनवर्टर
चित्र 2.10। दो-चरण इंटरलावेव रैखिक कनवर्टर
PIC माइक्रोकंट्रोलर के आधार पर इंटरलीव्ड IIP के लिए विभिन्न विकल्पों का विवरण TB3155 [6] में दिया गया है।
चर आवृत्ति नियंत्रण
पिछले उदाहरणों में, PWM ट्रिगर आवृत्ति टाइमर द्वारा सेट की जाती है, अर्थात। एक निश्चित PWM आवृत्ति के साथ नियंत्रण लागू किया।
एक निश्चित आवृत्ति के साथ नियंत्रण विधि कम भार पर दक्षता खो देगी, क्योंकि इसमें महत्वपूर्ण नुकसान हैं। चूंकि हम एक माइक्रोकंट्रोलर पर समाधान पर विचार कर रहे हैं, हम आसानी से लोड की धारा और कनवर्टर के ऑपरेटिंग मोड के आधार पर एक चर स्विचिंग आवृत्ति प्रदान कर सकते हैं।
एक निश्चित पीडब्लूएम आवृत्ति के साथ नियंत्रक में, आंतरायिक वर्तमान मोड सबसे आसानी से लागू किया जाता है जब वर्तमान कनवर्टर के किसी भी तत्व से प्रवाह नहीं करता है।
चित्र 2.11। आंतरायिक वर्तमान मोड।
वर्तमान में शून्य तक पहुंचने पर कोर के पेरिफेरल महत्वपूर्ण चालन मोड के कार्यान्वयन में मदद कर सकते हैं। इस स्थिति में, PWM नियंत्रक स्वचालित रूप से स्विचिंग आवृत्ति को महत्वपूर्ण चालन मोड में बदल देता है।
चित्र 2.12। गंभीर वर्तमान चालन मोड।
कॉन्फ़िगर करने योग्य परिधीय आपको अन्य एल्गोरिदम को लागू करने की अनुमति देते हैं: यदि आप टाइमर को रीसेट करने के लिए तुलनित्र संकेत सेट करते हैं, तो आप एक निश्चित समय (फिक्स्ड ऑफ टाइम) या एक निश्चित समय (फिक्स्ड ऑन टाइम या लगातार समय) के साथ नियंत्रण लागू कर सकते हैं।
एक निश्चित टर्न-ऑन समय के साथ प्रबंधन आपको एक IIP को बिजली सुधारक [7] के साथ बनाने की अनुमति देता है।
चित्र 2.13। महत्वपूर्ण चालन मोड में एक निश्चित-ऑन-टाइम (COT) कॉन्फ़िगरेशन में वोल्टेज-नियंत्रित PWM नियंत्रक।
इसलिए, हमने IIP के कुछ टोपोलॉजी की जांच की। PWM नियंत्रकों के कार्यान्वयन के लिए सभी आवश्यक परिधीय PIC16F176x श्रृंखला के माइक्रोकंट्रोलर में निहित हैं। हम कोर के स्वतंत्र परिधि पर वर्णित किसी भी टोपोलॉजी को लागू कर सकते हैं, अर्थात्। वर्णित PWM नियंत्रकों का कार्य कर्नेल की गति पर निर्भर नहीं करता है।
जारी रखने के लिए ...
कोर इंडिपेंडेंट पेरिफेरल्स पर पिछले लेख साहित्य के अध्ययन के लिए उपयोग और अनुशंसित[४] टीबी ३११ ९। पूरक आउटपुट जेनरेटर तकनीकी संक्षिप्त। www.microchip.com
[५] स्विचड इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम की गतिशीलता और नियंत्रण। अध्याय 2. पल्स-चौड़ाई मॉडुलन http://www.springer.com/978-1-4471-2884-7
[६] टीबी ३१५५। 8-बिट पीआईसी माइक्रोकंट्रोलर्स का उपयोग करके डायोड इम्यूलेशन के साथ मल्टीप्लेज़ इंटरलीव्ड पीडब्लूएम नियंत्रक। www.microchip.com
[[] टीबी ३१५३। प्रोग्राम रैंप जेनरेटर के साथ कार्यान्वित नमूना कार्य। www.microchip.com