Преобразователь Напряжение Частота на Микроконтроллере

Особенностью конструкции является применение PIC-микроконтроллера, что позволило выполнить техническое задание на разрабатываемое устройство: два независимых канала, промышленный диапазон температур, устойчивость к длительному короткому замыканию выхода, высокая точность поддержания выходного напряжения, возможность подстройки выходного напряжения синхронно или раздельно по каналам.

Несмотря на частое появление в последнее время информации об удачном применении программируемых микроконтроллеров в устройствах силовой техники, их использование в DC-DC преобразователях остается экзотической штукой. Объясняется это, скорее всего, обилием специализированных микросхем. Однако, порой, поставленную задачу затруднительно решить ”в лоб”. В этих случаях весьма соблазнительно поставить на плату одну микросхему, поручив ей выполнение всех необходимых функций, вместо 4-10 корпусов из стандартного набора. По этой причине микроконтроллер может стать если не ”панацеей”, то предпочтительным вариантом. В [1] более разносторонне показаны причины, побуждающие разработчика современной импульсной техники обращать свои взоры на микроконтроллеры.

Рисунок 1.

В данном преобразователе применен микроконтроллер PIC16F876А-I/P [2]. Почему именно этот? Во-первых, и это самое главное, он имеет два независимых 10-ти битовых канала широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Во-вторых, 5-ти канальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В-третьих, наличие у микроконтроллера энергонезависимой памяти данных. В-четвертых, множество других выводов, которые можно использовать под всевозможные интерфейсы.

Итак, пора перейти к техническим характеристикам описываемого устройства. Преобразователь состоит из двух независимых каналов – источников питания, которые гальванически изолированы как от входного напряжения, так и друг от друга. Преобразование энергии осуществляется синхронно, что исключает биения частот.

Основные технические характеристики:

Входное...

Преобразователь имеет защиту от переполюсовки по входу, по заниженному или завышенному входному напряжению, от превышения максимальной мощности канала, потребляемой нагрузкой, от короткого замыкания, а также по перегреву. Подстройка выходных напряжений осуществляется при помощи нажатия на микрокнопки. Выходное напряжение канала регулируется в пределах ±1 В. После подстройки напряжения его значение заносится в энергонезависимую память микроконтроллера. Конструктивно преобразователь выполнен в корпусе фирмы Phoenix contact серии UEGH. Корпус имеет клеммы для внешних электромонтажных соединений и клипсу для его фиксации на стандартной DIN рейке. Для индикации режимов работы на фронтальную плоскость выведен светоизлучающий диод красного свечения. При подаче входного напряжения микроконтроллер выдерживает временную задержку 3 секунды, анализирует уровень входного напряжения, внутреннюю температуру и выполняет запуск преобразователя. При наличии короткого замыкания (КЗ) по одному из каналов микроконтроллер приостанавливает преобразование энергии на временной интервал 15 секунд, после чего опять выполняет запуск преобразователя. При наличии КЗ такой аварийный режим не приводит к перегреву силовых элементов устройства и может продолжаться до устранения причины короткого замыкания. Этот режим реализован программно и позволил резко повысить надежность преобразователя. Еще одним важным преимуществом программируемого микроконтроллера является функция контроля температуры и температурная коррекция выходных напряжений, что повысило точность их поддержания в широком температурном диапазоне.

Похожие страницы: