Бывает, что МК полюбому будет в устройстве и его возможности используются далеко не полностью именно тогда софт преобразователь дешевле спец ИС. А питать например надо светодиод мощный или подсветку ЖК(это как пример применения).

Сообщение отредактировал drum1987 - Mar 5 2015, 11:58

А в копеечной UC3843 есть линейный стабилизатор напряжения, от которого можно запитать МК.

Мелочиться не надо. Сразу реализуйте на 16 ядерном компе.

Ок, гугл. Давайте представим.
Есть LM5119 - двухфазный понижатель с 65 вольт входного с синхронным выпрямлением. Крохотный корпус WQFN-32 размерами 5х5мм. Цена в розницу по РФ - порядка 800 рублей в партии от 100шт.

Предложите вариант ей на замену с аналогичными характеристиками. Суммарные размеры чтобы были не на порядок больше.

Как ваш вопрос относится к теме?

Скорее, это чисто философский вопрос. О целесообразности применения МК в источниках питания. Он вечный.

Я вам предлагаю обосновать в конкретном примере возможность и целесообразность замены дорогой LM5119 на цифровой функциональный и электрический аналог.

Здесь нечего обосновывать, ибо такового аналога не существует. Давайте "философские вопросы" не раздувать, ведь, как Вы сами отмечаете, не будет этому конца.
Сосредоточимся на конкретном.

На самом деле SEPIC (и иные топологии) на микроконтроллерах делают. И даже работает. Если осторожно. Вот пример SEPIC на микроконтроллере. Или другой пример - схема и описание. Второе - "перевернутый buck", но ряд идей оттуда пригодится и для SEPIC-а.

Зачем это нужно? Иногда бывает так что конструкция by design предполагает микроконтроллер, от которого нельзя избавиться. А иногда еще и требования к преобразованию хитрые. Решение напрашивается. Особенно это любят всякие любители многорежимных фонариков и тому подобного, где микроконтроллер всяко есть, для обеспечения этих самых режимов. А на второй схеме автор схемы еще и КПД заморочился: "усиление" портов (о нем ниже), "крутой" полевой транзистор (с очень низким Rds_on), а изюминка - в алгоритме: его прошивка сперва понижает напряжение, поддерживая заданный ток через диод. А когда литиевый аккумулятор настолько сел что ток через диод не превышает допустимый, даже при 100% заполнении - микроконтроллер перестает коммутировать транзистор и он всегда открыт, аккумулятор напрямую досаживается на диод, КПД этого кастома на конечном участке разрядной кривой - почти 100%. Ну и какой готовый чип сможет buck с такой нестандартной, application specific логикой?

Из очевидных проблем видится:
1) У STM32 выходное напряжение только 3.3 вольта, поэтому при желании дергать полевик GPIO портом - придется его придирчиво выбирать из наиболее низковольтных логических. Они есть, но - не каждый первый транзистор подойдет.
2) У STM32 не очень сильные порты. Хоть и не очень слабые. Поэтому про высокую частоту преобразования придется забыть, иначе будут заметные потери из-за фронтов, и вообще, превышать допустимый ток порта, особенно средний - нехорошо. По этому поводу бывают варианты, см. ниже...
3) Как верно заметили - при отладке есть риск пожечь все и вся . С другой стороны, по первости можно спалить и чипы конверторов, как в соседней теме про ST1S10. Из очевидных failsafe - pull-down резистор, так что по умолчанию транзистор будет закрыт, пока прошивка не возжелает чего-то иного. Если вас заклинит с открытым транзистором или вы будете бесконтрольно качать энергию, игнорируя feedback - ну извините, что-нибудь сгорит.
4) В большинстве случаев STM32 надо линейный стаб для его питания, это еще +1 чип. Небольшой и дешевый, но все-таки. Хотя если микроконтроллер есть - то и стаб для него всяко будет...

На самом деле, как можно видеть на второй схеме, со "слабыми" портами можно разобраться, усилив их чем-нибудь. Тот человек усилил их аналоговым ключом семейства TS5A (от Ti), коммутируя им затвор полевика с питания на землю. Но сам этот TS5A стоит денег и затея в таком формате имеет смысл только при желании получить крутой КПД при очень кастомных требованиях к управлению. Зато усиление порта этим TS5A позволяет тому человеку щелкать с высокой частотой крайне низкоомным, а потому обладающим достаточно большим зарядом затвора полевиком, не теряя однако много энергии на фронтах из-за приличного тока вгоняемого в затвор. Так уже можно разогнаться до приличных частот коммутации. Если порты не усиливать - придется брать полевики с минимальным зарядом затвора. А значит относительно высокоомные. И частоту коммутации снижать. Т.е. уже не так здорово по сравнению с современными чипами будет выглядеть.

Сообщение отредактировал rnd - Mar 19 2015, 00:14

Да практически любой, ибо ничего нестандартного в этом алгоритме нет.

P.S. Я Вас попрошу писать по-русски, без этих "кастомов", "дёргать полевик" и прочего сленга. Здесь форум взрослых людей.

У многих чипов требование в даташите - не превышать коэффициент заполнения по причинам стабильности, а то и вовсе требования к нагрузке. В граничных режимах или с переменной нагрузкой чипы имеют свойство работать черт знает как, очень зависит от конкретики реализации управления. Не говоря уж про сервисные функции навроде отключения при низком заряде, индикации остатка заряда, нескольких режимах и прочем. Ну и КПД - во второй схеме используется дискретный транзистор, выбранный по минимальному Rds_on, что обеспечивает отличный КПД по всему диапазону, особенно - в режиме прямого подключения. Да и токи такой транзистор может коммутировать огромные. Сформировать такой же хороший ключ когда кристалл надо делить с множеством других компонентов - не получится. Поэтому на самом деле на основе этого TS5A+МК существует "широко известный в узких кругах" выводок схем, где любители высокого КПД в малых габаритах при богатых возможностях сражаются за доли процента.

Но в целом это достаточно нишевое занятие, когда тому кто это делает - понятно зачем все это надо и он понимает что при оплошности в софте их схемы пойдет дым. Я могу придумать некоторое количество вариантов применения SEPIC где надо будет нестандартное управление, но насколько это именно тот случай - вопрос отдельный. Тем не менее, в случае регулируемого микроконтроллером SEPIC всегда будет не нулевая возможность что-нибудь выжечь при дурном поведении микроконтроллера. Так что если глюков микроконтроллера бояться - микропроцессорные устройства лучше наверное вообще не разрабатывать.

Сообщение отредактировал rnd - Mar 19 2015, 13:52

Да дело не в боязни или предрассудках. А, как всегда, в надёжности и цене за эту надёжность. ИП - ключевой узел в устройстве и от его исправности зависит не только работоспособность устройства, но и физическая сохранность. А зависание программы - нередкая ситуация и она не должна приводить к фатальным последствиям. Поэтому "жёсткая логика" здесь, как правило, уместнее по критерию цена/надёжность. Только и всего.

Во первых, логика чипов получается достаточно сложной, а если производитель чего-то не предусмотрел (для упрощения этой самой логики) - это лишний шанс что чип выгорит от этих факторов. Не окажется нужной защиты - и все сгорает. А если там куча защит - они всегда могут внезапно вылезти там где их не ждешь.

Во вторых, с точки зрения разработика иметь дело с навороченной жесткой логикой - очень так себе затея: надо знать кучу особенностей конкретного чипа, и чем дальше - тем хуже. В погоне за параметрами и функциональностью чипы становятся сложнее и все их особенности учесть становится не так то просто. Чему подтверждением соседняя ветка про S1S10. Более того, с жесткой логикой, даже неудачной - придется жить. И возможно как-то выправлять ее дурные свойства дополнительными элементами. Свойства чипов в даташитах документируют лишь приблизительно, видимо из опасений что конкуренты у себя так же сделают. Поэтому фактическое поведение чипа в той или иной ситуации оценить может быть довольно сложно.

В третьих, если мы про цену - если надо что-то регулируемое, микроконтроллер там почти навернка есть, так что цена чего доброго даже снизится: специализированные чипы конверторов питания с хорошими параметрами стоят приличных денег.

В четвертых, в плане надежности я бы скорее пенял на регулируемость и изменения входных и выходных напряжений/токов. Исправному микроконтроллеру с программой без ошибок нет никаких поводов зависать. А если мы про всякие нестандартные ситуации... ну вон на сайте терраэлектроники есть рассказ про "БракоПауэр" - когда модули от TracoPower выжигали нагрузку повышенным напряжением, когда входное падало ниже некоего предела. Так что в жесткой логике тоже проколы случаются. Где чаще? Ну у меня такой статистики нет. И вообще, если микроконтроллеру доверяют выпускать подушки безопасности в автомобиле - наверное SEPICом управлять все-таки несколько безопаснее по возможным последствиям.

я считаю, что микроконтроллерщик и силовик не могут удачно сочетаться в одном человеке - и то, и то направление тащат слишком большой багаж знаний. Есть, конечно, уникумы, какие-то редковстречающиеся персонажи, но на операции анестезиолог и хирург - это 2 разных человека.
Тому пример ваша любимая соседняя ветка про S1S10. Отдельная ситуация, когда требуется углублённое знание "силы". Вряд ли эти знания будут в распоряжении человека, который с утра до вечера гоняет биты в портах по ассемблеру.

Вот это для меня новость. Да, есть весьма скупые даташиты. Но на популярные чипы солидных фирм документация, как правило, исчерпывающая. Бывает, просто не умеем читать. Отсюда всякие "неожиданности".
Я никого ни за что не агитирую. Но, по определению, МК, сочетающий в себе непростое "железо", то бишь "жёсткую логику", и программу, написанную пользователем, не всегда идеально оттестированную, имеет больше шансов сбоить.

Вполне имеющие право на жизнь мысли. Действительно, почему-то бывает что микроконтроллерщик занимающийся слаботочными и низкочастотными цепями - в физике не разбирается, являясь чистым программистом . И не заморачивается путями протекания тока и прочим. Но за это воздается - как только он пытается вылезти за пределы слаботочных низкочастотных цепей. Надо развести сигнал по плате на несколько сотен килогерц и выше? Уже нельзя разводить абы как - придется учесть путь тока и излучение которое создается. Иначе можно получить неожиданную загадку. Как небезызвестный DiHALT, начавший сканировать матрицу клавиатуры с частотой под мегагерц. И узнавший что мегагерц идущий по плате - с удовольствием наводится на все остальное. Аналогично - коммутация сильноточных цепей рядом с МК без учета путей токов и результирующих электромагнитных дел. Ну да, некоторые микроконтроллерщики почему-то об этом подумать не способны.

Но на самом деле это - простейшая физика, чуть-чуть за пределами школы. Ну может 1-2 курса ВУЗа. И там и тут все сводится к путям протекания тока и эффектам которые этот ток создает. Не вижу проблем знать физику процесса (избегая в результате множества проблемных мест "автоматически") и при этом уметь программировать МК. Но да, без понимания физики процесса соваться в такие вещи не стоит. Высокочастотная сильноточная цепь - сама по себе штука сложная и проблемная. А с микроконтроллером - еще сложнее. Что при требовании ни в коем разе не сбоить - и вовсе хорошо.

С другой стороны, кроме преобразователей питания МК можно встретить и в иных схемах с "прямым управлением питанием". Например всякие там схемы управления BLDC и тому подобное - часто делается как просто МК + кучка ключей. И МК в реальном времени подстраивает коммутацию под вращение движка. А хороший ESC может обнаружить сопротивление вращению за 1 период коммутации и все отключить. Что спасло немало рук авиамоделистов, сунутых в пропеллер который крутит киловаттный движок, который без отключения порубил бы руку моделиста в капусту. Так что схемы с лобовым управлением сильноточными цепями микроконтроллером через кучу ключей - заняли свое место под солнцем и уходить уже никуда не собираются.