Scalony analogowy sterownik przekształtników impulsowych MCP1630 DRV CFB VFB 1. Impuls zegara S=1 R=0 Q=0, DRV=0 (przez bramkę OR) 2. Koniec impulsu S=0 R=0 Q=Q 1=0 DRV=1 3. CFB > COMP = f(vfb VREF) S=0 R=1 Q=1 DRV=0 4. CFB = 0 (tranzystor wyłączony) S=0 R=0 Q=Q 1=1 DRV=0 37
Przetwornica podwyższająca pełny schemat (poziom 1) 9 V 15 V, 250 ma Monitoring napięcia wejściowego i temperatury Stałe napięcie odniesienia z MCP1525 38
Program pętla główna 39
Program generator przebiegu zegarowego Łagodny start 1. Odczekaj odpowiednią liczbę impulsów 2. Skocz do odpowiedniej liczby impulsów Pętla podstawowa okres = 4 cykle impuls = 1 cykl Dmax = 0,75 fclk = 4 MHz 1 cykl = 1 µs fpwm = 250 khz 40
Program zabezpieczenie (pod)napięciowe i (nad)temperaturowe 41
Sterownik prądu przemiennego sterowany cyfrowo zasilany z sieci 230 V (poziom 2) V CC =U Z,D1 UF,D2 IG = V CC U GK U CE R7 TRC1 Q4016LH3: I GT =20 ma (I, II, III) I B V CC U BE R8 I GP2(max) =±25 ma 42
Ogólna idea sterowania Odbiornikiem jest element grzejny Sterowanie grupowe z załączaniem w zerze mniejsze zaburzenia, gdyż niewielka stromość prądowa Ujemne impulsy wyzwalające triaka rezystancyjny o dużej stałej czasowej korzystne ćwiartki II i III (MT+G, MT G ) Pętla otwarta stałe zasilanie (±5%) i obciążenie 43
Układ i algorytm sterowania POT1 nastawa mocy wyjściowej Po wykryciu zera przez GP3, na GP2 wystawiana jest 1 przez 2 ms, o ile triak ma być w danym półokresie sieci załączony 44
Detekcja przejścia przez zero 4.5 V VZX GP3 VL VL + 45
Pomiar wartości POT1 (VL+) GP1 jako wyjście ustawienie 1 na cały półokres C6 ładuje się przez R13 do 3V (VCC VZD4)/R13 > IZD4 (VL ) GP1 jako wejście C6 rozładowuje się przez POT1 i R12 pomiar czasu rozładowania tdis za pomocą czasomierza Timer0 i wewnętrznego komparatora 0,6 V dobór stałej czasowej: tdis(max) < T/2 VC6 D4 eliminuje wpływ tętnienia VCC 46
Pomiar wartości POT1 (2) 47
Filtracja zaburzeń fc 1 khz (cer) 48
Scalony sterownik MCP1631 Przeznaczenie współpraca ze średnio złożonymi mikrokontrolerami sterowanie analogowo-cyfrowe poziomu 2 i 3 Zasoby wbudowany liniowy stabilizator napięcia (wersja HV do 16 V) wzmacniacz błędu zabezpieczenia (OV, UVLO, OT) sterownik bramki (5 V) możliwość realizacji sprzężenia napięciowego (wewnętrzna piła) lub prądowego (CS) Rola MCU częstotliwość przełączania przekształtnika faza sygnału sterującego względem innych bloków ograniczenie współczynnika wypełnienia napięcie odniesienia 49
Przykładowa aplikacja przetwornica SEPIC do ładowania akumulatorów (poziom 3) Zasilanie 5,3 16 V Prąd do 2 A Profile ładowania NiMH, NiCd, Li-Ion Funkcje MCU zegar dla MCP1631 VREF (PWM + RC) prąd ładowania rodzaj baterii napięcie i temperatura baterii liczba baterii zabezpieczenie OV wyjęcie/przeładowanie UI przyciski i LED 50
Sterowanie procesem ładowania Pętla prądowa (CS) ograniczenie prądowe Pętla napięciowa (VFB) również steruje prądem odpowiada za uzyskanie Icharge Isec(av) = Ibat bocznik nie musi być w szereg z akumulatorem brak strat podczas rozładowania 51
Pełny schemat obwód mocy + sterownik 52
Pełny schemat obwód mikrokontrolera PIC16F 53
Algorytm 54
Program generator PWM 55
Program parametry ładowania 56
Program pętla główna Wykonywana co 1 s Odczyt z dwóch ADC (napięcie, temperatura) średnia z 16 pomiarów Sprawdzenie stanu przycisków Sprawdzenie stanu napięcia i temperatury (dla NiMH/NiCd) Maszyna stanowa on / off / odpowiedni etap ładowania Zapis stanu do pamięci EEPROM 57
Program maszyna stanowa, rozruch 58
Program maszyna stanowa, NiMH/NiCd od pierwszego IRef==ConditionCurrent do IRefMax==MaxChargeCurrent z krokiem ~100 ma 59
Przetwornica obniżająca z cyfrowym sprzężeniem zwrotnym, prosty algorytm (poziom 2/4) Modulacja z pomijaniem impulsów Pulse Skipping Modulation generowane są impulsy o stałym czasie trwania i (w zasadzie) okresie kiedy wielkość sterowana (np. napięcie wyjściowe) osiągnie zadaną wartość, kolejne impulsy są pomijane (brak wysterowania tranzystora) do czasu gdy wielkość sterowana spadnie poniżej określonego progu efektywna częstotliwość impulsów jest zmienna algorytm wewnętrznie stabilny Funkcje realizowane przez MCU 60
Schemat i zasada działania Przebieg impulsowy generowany jest na wyprowadzeniu RB7 BJT nie wymaga sterownika bramki Napięcie wyjściowe jest próbkowane poprzez komparator C2 (AN1) Podstawę czasu zapewnia Timer0 ładowanie wartości maksymalnej rozładowanie generuje przerwanie w obsłudze przerwania ponowne ładowanie 61
Napięciowe sprzężenie zwrotne Zasoby PIC16C620A 2 komparatory o programowo wybieranej konfiguracji źródło napięcia odniesienia nastawiane programowo R5 R6 < 10 kω ze względu na prąd upływu pinu AN1 VAN1 < VREF C2OUT=1 Idea algorytmu C2OUT = 1 generuj impuls C2OUT = 0 pomiń impuls 62
Algorytm 63