О.Ю. Макаров1, А.А. Пирогов2, Ю.А. Пирогова3, А.Н. Емельянов4, Д.А. Донсков5

1-5 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. Классическим способом [1] построения импульсных преобразователей с использованием микропроцессорных систем является использование цифровых контуров связи, в которых обработкой сигнала занимается арифметико-логическое устройство (АЛУ), записывающее значения в аппаратный таймер микроконтроллера. Недостатком подобного подхода является отсутствие быстродействия контура. Выборка аналогового сигнала с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и его последующая обработка с применением цифровых регуляторов может занимать длительное время, что добавляет фазовую задержку и уменьшает устойчивость системы в целом и может оказаться критичным для скоростных систем. Микроконтроллеры с возможностью конфигурации аппаратной логики относительно недавно стали использоваться в технических устройствах и их мало применяют для замены внешней логики управления импульсным преобразователем, например, таким как контроллер широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В данной работе рассмотрено использование ячеек LUT (Look-Up Table - метод реализации функции, в котором непосредственное вычисление заменяется поиском готовых решений по таблице) для создания особой логики управления импульсным преобразователем.

Цель. Рассмотреть возможность повышения эффективности работы импульсных преобразователей, построенных с использованием микропроцессорных систем, имеющих в своей архитектуре аппаратную логику управления, а также предложить программу конфигурации логики для увеличения быстродействия контура управления и реализации управления по пиковому току.

Результаты. Рассмотрен классический подход к цифровому управлению импульсным преобразователем и обоснована невозможность его использования для быстродействующих систем. Показаны настройки аппаратной логики микроконтроллера с ячейками LUT. Представлена программа компоновки аппаратной логики управления обратноходового импульсного преобразователя. Проведено моделирование схемы импульсного преобразователя и доказана работоспособность рассмотренной модели.

Практическая значимость. Полученные результаты в дальнейшем могут быть использованы в качестве схемы управления быстродействующими импульсными преобразователями.

Макаров О.Ю., Пирогов А.А., Пирогова Ю.А., Емельянов А.Н., Донсков Д.А. Использование ячеек LUT микроконтроллера для создания аппаратной логики управления импульсным преобразователем // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 7. С. 33-38.
DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202207-06

1. Middlebrook R.D. Topics in MultipleLoop Regulators and Current-Mode Programming // IEEE PESC Proceedings. June 1985.
2. Dixon F. Current mode control of switching power supplies. Texas Instruments. 2001.
3. Dixon F. Average Current Mode Control of Switching Power Supplies. Texas Instruments. 1999.
4. Костюков А.С., Башкиров А.В., Никитин Л.Н., Пирогов А.А., Астахов Н.В. Преимущества и недостатки LDPC-кодов на примере алгоритма инвертирования бита и распространения доверия // Труды Междунар. симпозиума «Надежность и качество». Пенза. 2019. Т. 2. С. 120-124.
5. Башкиров А.В., Свиридова И.В., Андреева Д.С. эффективная архитектура на основе ПЛИС для полностью параллельного стохастического LDPC-декодера // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2018. Т. 14. № 3. С. 101-107.
6. Самодуров А.С., Меркулова Н.В., Кострова В.Н. Влияние абсолютных погрешностей пеленгования на частоту сигнала при размещении четырехэлементной антенной решетки на беспилотном носителе // Радиотехника. 2018. № 7. С. 16-19.