数字电源控制模拟控制能力
简介
本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/124365.htm“数字电源”正在彻底改变电源的设计方法和实现方式。本文为您介绍替代传统模拟控制的数字电源技术:数字电源可实现超过传统方案的巨大优势,不仅在性能方面(效率、瞬态响应、稳定性等),而且在上市时间和总拥有成本方面也同样如此。
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基本概况
Intersil用于DC/DC电源转换的ZL2008第二代自适应数字化电源控制器是一款业界领先的数字电源控制器。它适用于非隔离式降压、升压、降压-升压和隔离式单管正激或反激式转换器。在这个6mm×6mm QFN封装(图1)内是一个先进的电源控制器,集成了电源转换控制、电源管理、故障管理和遥测功能。此外,它还包含一个集成的微控制器,可以运行复杂的算法,可以适应超越模拟方案性能的运行。它代表了高性价比的数字电源的最新技术。
基本规格见表1
表1:ZL2008规格
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数字电源架构与模拟架构的对比
图2显示了电源转换控制架构从模拟(a)到现代数字控制(c)的进展。模拟PWM控制器通过使用一个斜坡误差信号来产生比例占空比。该误差信号利用电阻和电容网络进行补偿,以修改信号来稳定控制回路。
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(图字:上图:模拟PWM控制器,斜坡(ramp)发生器,误差放大器,比较器,锁存,驱动器;中图:数字PWM控制器,电源管理,数字VREF,控制器接口,驱动器;下图:Digital-DCTM控制器,电源管理,串行接口,多级比较器,数字PID滤波器,驱动器)
在数字电源中最早尝试(图2b)的比例占空比是通过一个数字计数器(DPWM)生成的,其计数是由数字信号处理器决定的。虽然这种方法在数字实现方面非常强大,但事实证明这种方法过于昂贵,对于大多数实际应用来说需要太多的静态电流。
在现代数字电源控制(图2c)当中,占空比仍然是由一个数字计数器生成的,但是现在的计数器是由数字状态机控制的。这个状态机是专门为电源控制器(而不是一般功能的DSP)设计的,所以这个解决方案更符合成本效益,且需要较少的静态电流。
图2c的架构采用了比例、积分、微分(PID)补偿器来稳定电源,而不需要一个完整的DSP来补偿电源。误差电压的3个要素,误差的比例、误差的积分和误差的微分结合了相对比重,以实现稳定的运行。
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