Conception d'une alimentation à découpage CC pour micro-ordinateur monopuce
La principale méthode de contrôle de l'alimentation à découpage consiste à utiliser un circuit intégré de modulation de largeur d'impulsion pour produire des impulsions PWM et à utiliser un régulateur PID analogique pour la modulation de largeur d'impulsion. Cette méthode de contrôle comporte certaines erreurs et le circuit est relativement complexe. Cet article présente une alimentation à découpage avec une large plage de tension de sortie réglable en continu, contrôlée par le microcontrôleur haute performance μ psd3354 de la société ST. Le microcontrôleur génère directement des ondes PWM et effectue un contrôle numérique sur le circuit principal de l'alimentation à découpage. Le circuit est simple et puissant.
Principe et conception globale du système d'alimentation CC
1.1 Principe du système
Ce système d'alimentation CC se compose de deux parties : le circuit principal de l'alimentation à découpage et le circuit de commande. Le circuit principal traite principalement l’énergie électrique, tandis que le circuit de commande traite principalement les signaux électriques. La rétroaction négative est utilisée pour former un système de contrôle automatique. L'alimentation à découpage adopte la méthode de contrôle PWM, et l'écart est obtenu en comparant la quantité donnée et la quantité de retour. La sortie PWM est contrôlée par un régulateur PID numérique pour contrôler la sortie de l'alimentation à découpage. Parmi eux, la régulation PID et la sortie PWM sont toutes deux contrôlées par un logiciel utilisant un système de microcontrôleur.
1.2 Conception globale du système
La partie matérielle du système comprend des circuits de rectification et de filtrage d'entrée et de sortie, des pièces de conversion de puissance, des circuits de commande, des systèmes de microcontrôleurs et des circuits auxiliaires. La figure 1 montre le schéma structurel d'une alimentation CC contrôlée par un microcontrôleur.
Comme on peut le voir, l'alimentation CA 50 Hz et 220 V est filtrée par le filtre de grille pour éliminer les interférences du réseau, puis entre dans le filtre redresseur d'entrée pour la rectification et le filtrage, la convertissant en un signal de tension continue. Le signal CC est converti en un signal CA haute fréquence via un circuit de conversion de puissance, et le signal CA haute fréquence est ensuite converti en une sortie de tension CC via un circuit de rectification et de filtrage de sortie [1]. Le circuit de commande adopte la méthode de modulation de largeur d'impulsion PWM, et le signal de commande PWM avec largeur d'impulsion réglable généré par le microcontrôleur est traité par le circuit de commande pour faire fonctionner le circuit de conversion de puissance. En utilisant un canal de conversion ADC à grande vitesse d'un microcontrôleur pour collecter la tension de sortie à intervalles réguliers et en la comparant à la valeur attendue, l'ajustement PID est effectué en fonction de son erreur. Le circuit d'acquisition de tension réalise l'acquisition de la tension continue V0 et la fait correspondre à la plage de tension d'entrée analogique du convertisseur A/D. En cas de surtension, de surintensité et de court-circuit dans l'alimentation à découpage, le circuit de protection joue un rôle de protection pour l'alimentation et la charge. L'alimentation auxiliaire fournit une alimentation CC aux circuits de commande, aux circuits de commande, etc.
2. Conception du circuit principal de l'alimentation du commutateur
Le circuit principal de l'alimentation à découpage est utilisé pour compléter la conversion DC-AC-DC. Le circuit principal du système adopte un convertisseur DC-DC en pont complet, comme le montre la figure 2. Le dispositif de commutation de puissance utilisé dans ce système est le module IGBT série BSM 50GB120DN2 de la société EUPEC. Chaque module est une structure en demi-pont, donc deux modules sont requis dans le système de pont complet. Chaque module est intégré à une diode de roue libre rapide.
