wersja mobilna
Online: 420 Czwartek, 2016.12.08

Blogi

Czy należy się bać cyfrowego zasilacza?

piątek, 11 stycznia 2008 01:00

Coraz niższe ceny mikrokontrolerów i układów DSP w połączeniu ze znakomitą wydajnością i rozbudowanymi układami peryferyjnymi powodują, że podzespoły te pojawiają się one w coraz nowszych i zaskakujących zastosowaniach. W elektronice spolaryzowanej na dwa światy obejmujące układy analogowe i cyfrowe, zasilacze jak dotąd stały po tej pierwszej stronie. Analogowy charakter prądów i napięć na tyle skutecznie wbił się w świadomość konstruktorów, że mimo szalonego pędu konstruktorów do cyfryzacji wszystkiego, systemy zasilania traktowane były zwykle jako czarne skrzynki, do których lepiej nie zaglądać. Za sprawą mikrokontrolerów ta sielanka właśnie się kończy.

Użycie mikrokontrolera w pętli sprzężenia zwrotnego pozwala w sposób programowy kontrolować i ustawiać napięcia wyjściowe z zadaną dokładnością, kontrolować prąd i tworzyć w elastyczny sposób zabezpieczenia przed przeciążeniem. Mikrokontroler jest także znakomitym rozwiązaniem problemów związanych z koniecznością zapewnienia pracy równoległej i podziału prądu na poszczególne jednostki. Pozwala też na programowanie opóźnienia w pojawianiu się napięć oraz na zdalne zarządzanie i monitorowanie parametrów za pośrednictwem sieci a nawet Internetu.

Możliwe jest nawet rekonfigurowanie parametrów w locie, co ma ogromne znaczenie w systemach zasilania bezprzerwowego wykorzystujących nadmiarowość. Duża pamięć tych elementów pozwala na zapisywanie informacji o zdarzeniach, nieprawidłowościach i generowanych alarmach. Dla producentów elastyczność oferowana przez oprogramowanie jest szansą na ograniczenie liczby produkowanych wersji produktów, gdyż wiele parametrów będzie się programować w ramach uniwersalnej konstrukcji sprzętowej.

Korzyści jest niewątpliwie wiele, dlatego biorąc pod uwagę jak niewiele kosztują dzisiaj wydajne mikrokontrolery, należy oczekiwać, że proces cyfryzacji zasilaczy będzie szybki i sięgnie całego układu, nie tylko sterowania. Jeśli cyfrowa pętla sprzężenia zwrotnego przyjmie się na rynku przykład ten zapewne spotka się z naśladownictwem, a analogowe sprzężenie zwrotne być może z czasem będzie taką samą ciekawostką, jaką dzisiaj wskazówkowy przyrząd pomiarowy.

Jednak oddanie systemów zasilania pod kontrolę oprogramowania nie wszystkim się podoba, gdyż doskonale wiadomo, że software zawsze kryje jakiś błąd, który ujawni się w najbardziej nieoczekiwanym momencie. Konstruktorzy instynktownie boją się utraty pełnej kontroli nad zasilaczem, gdyż w razie niesprawności nie będą mogli nic zrobić. Jeśli system wykorzystujący sterowany cyfrowo zasilacz nie wystartuje, to w jaki sposób szukać w nim niesprawności? W jaki sposób będzie można domyśleć się, gdzie leży przyczyna, jeśli nic nie będzie można zmierzyć i nie wiadomo od czego zacząć?

Czy takie objawy to przejaw fobii czy też realna obawa, trudno niestety jednoznacznie stwierdzić. Z jednej strony inżynierowie chcieliby zaoferować szereg nowych funkcji, z drugiej boją się, że ewentualne wpadki charakterystyczne dla nowych rozwiązań ściągną na nich gniew niezadowolonych użytkowników. Większość z nas wprawdzie przyzwyczaiła się, że wiele produktów wymaga z czasem instalacji uaktualnienia firmware, jednak w przypadku rozwiązań dla przemysłu, aparatury medycznej lub innych krytycznych aplikacji poprawki do oprogramowania, które zwykle poprawiają błędy, mogą okazać się kubłem zimnej wody.

Elastyczność rozwiązań bazujących na oprogramowaniu też niestety bywa złudna. Wiele problemów sprzętowych łatanych jest za pomocą sprytnie napisanego kodu, a niejednokrotnie to co można by zrobić prosto i niezawodnie jednym dodatkowym układem, omija się dla oszczędności dziesiątkami linii programu. W takiej sytuacji nie można się dziwić, że rozwiązania cyfrowe wchodzą do użytku dopiero teraz i tak powoli.

Nie należy się liczyć, że uda się uniknąć cyfrowego przetwarzania sygnału w pętli sprzężenia zwrotnego lub innych układach sterowania. Abstrahując od niepewności i problemów, jakie może stworzyć źle działający kod, cyfryzacja daje szansę na ogromny skok jakości. Zanim jednak zainwestujemy w cyfrowy zasilacz, trzeba mieć świadomość kryjącego się niebezpieczeństwa utraty kontroli i zaopatrzyć się w zapas baterii, aby móc wgrywać poprawki kodu.

 

Robert Magdziak

Elektronik bloguje

Trendy, zjawiska i nowe technologie pojawiające się rynku elektroniki, to tematyka unikalnego w skali kraju zawodowego bloga poświęconego elektronice profesjonalnej, prowadzonego przez redaktora naczelnego Magazynu Elektroniki Profesjonalnej "Elektronik" – dr. inż. Roberta Magdziaka. Blog jest okazją do spojrzenia na problemy i wyzwania, jakie stoją przed środowiskiem inżynierów elektroników w Polsce oczami osoby, która jest obecna w branży od 15 lat. Komentarze do wpisów można wysyłać bezpośrednio e-mailem do autora. Zapraszamy do lektury!