Pogled na načrtovanje buck in boost pretvornikov z analogno kontrolo izhodne regulacije. Izdelavo obeh, sinhronega buck in boost napajalnika s 100% analogno kontrolo izhodne regulacije, lahko realiziramo z uporabo istega mikrokontrolerja. V obeh primerih ima implementacija prednost v tem, da ne uporablja procesorske moči in s tem pušča jedro prosto za bolj kompleksno programsko opremo. Hkrati ima analogna zanka precej hitrejši čas za nalaganje korakov in spremembe vhodne napetosti, kar jo naredi uporabno v več aplikacijah.
Govora je o mikrokontrolerju PIC16F753 podjetja Microchip. Oba pretvornika – buck in boost, potrebujeta isto periferno vezje: komplementarni izhodni generator, komparator, operacijski ojačevalnik, 9-bit A/D pretvornik, napetostno referenco, modul za kompenzacijo strmine in zajemno-primerjalni PWM modul. Periferna vezja morajo biti interno povezana preko programske opreme s čemer se zmanjša število potrebnih zunanjih priključkov mikrokontrolerja.
Shema vezja
Obseg vhodne napetosti buck pretvornika znaša od 8 do 16V DC. Izhodne karakteristike so 5V Dcm 2A in 10W. Dolžina programa znaša 105 besed, velikost RAM-a 0 bajtov, na voljo ostane 1943 besed programskega prostora in 128 bajtov RAM-a. Izmerjena učinkovitost pri 2A znaša 94 %.
Blok diagram sinhronega buck napajalnika je prikazana na Sliki 1. Izhodna napetost mora biti regulirana s primerjavo vršnega izhodnega toka in referenčne napetosti v ojačevalniku napake (OPA). Rezultat lahko potem peljemo v vršni tokovni komparator. Interni modul kompenzacije strmine odšteva programsko nastavljivo stopnico ojačevalnika napake pred komparatorjem vršnega toka. CCP (capture & compare, slov. zajemi in primerjaj) PWM modul omogoča kontrolni signal s fiksno frekvenco in razmerjem cikla. Izbran je bil izhod komparatorja vršnega toka kot drugi vir (baziran na nivoju) za komplementarni izhodni generator (COG) s padajočo fronto. Boost pretvornik deluje podobno, njegov blok diagram je prikazan na Sliki 2. Obstajajo sicer nekatere razlike v specifikacijah. V tem primeru obseg vhodne napetosti znaša od 3 do 5V DC. Izhodi so enaki, pa tudi poraba RAM-a je enaka. Velikost programa znaša 99 besed, na voljo je 1949 besed. Učinkovitost pri 2A znaša 87%.
Buck in boost pretvorniki
Microchip Technology Inc
2016_SE241_10
