数字电源控制模拟控制能力

　　图7显示了“Type III”补偿，这往往被用在一个模拟电压模式控制器反馈回路当中。请注意，这里有6个电路元件、3个电阻和3个电容，他们是回路补偿所必须的。

　　这个网络可以为系统响应带来两个实数零点、3个极点(包括在零点的极点)。这些零点可用来补偿输出功率级(电感器和电容器)的两个极点。一个极点用来补偿电容esr，第二个极点用来确保高频率的低增益。

　　这个网络的一个限制其实在于它提供了实数零点，以补偿输出级的极点。正如上文已经指出的那样，输出级的极点只对低Q值输出级是实数。对于Q>0.5，极点是复数，而随着Q值的增加，实数零点在补偿复数极点方面变得越来越无能为力。

　　数字控制为补偿提供了成熟和复杂方式的能力，本文将集中于一个简单的PID滤波器，如图8所示。这个数字滤波器采用了误差信号，比例信号之和及比例延迟采样的误差信号，再加上积分输出实现补偿器。三个增益系数用来调整补偿。

　　(图字：输入，输出)

　　该滤波器的传递函数通过下式给出：

　　图9显示了这两种补偿方法的标称差别。左图是一个用采用type III补偿网络的模拟控制器进行补偿的电源转换器的波特图(如图7所示)。虽然实现了满意的增益和相位裕量，带宽不得不大幅度减少。右图是一个没有采用数字补偿的同一个系统的波特图。请注意，数字补偿器中的复数零点最好使用复数极点进行补偿，这不仅可以产生令人满意的增益和相位裕量，而且还可以通过单位增益交叉频率确定一个令人满意的带宽。

　　(图字：占空比(标称值变化百分比)，损耗(W))

　　因此，数字补偿提供了一个比模拟补偿更好的补偿。此外，在使用数字补偿时，可以省去五六个元件。最后一点，人们还认为数字补偿很容易根据设计的不同而改变，甚至可以随时改变。

更高的效率

　　有若干参数可以在电源控制器中进行调整，以优化效率。在模拟控制器中，这些参数都是静态的，通常为某些点的的应用而设计，尽管人们认识到几乎没有应用是运行在一个设计点。

　　数字控制器可提供更多的优势，以此能够调整这些参数，根据环境、负载或元件的条件来适应运行。因此，数字电源可以比模拟提供更高的效率和更好的性能。

　　为了优化控制器效率，需要一个检测元件来确定转换器的相对损耗。需要相对损耗的意义在于，我们要知道变更参数后，是否以增加损耗或减少损耗。一个好的损耗测量能够利用开关转换器的戴维南(Thevenin)等效电路来确定，这里的电压源，例如衍生的降压拓扑，是用输入电压乘PWM的占空比。在无损转换器中，戴维南阻抗应该为零，输出可以简单地用输入电压乘占空比。但是，在有损转换器中，戴维南阻抗的电阻元件均不为零，必须增加占空比，以克服这种损耗，以维持所需的输出电压。也就是说，在有损耗的情况下，占空比大于无损的情况。事实上，损耗越高，占空比也越高。因此，占空比测量可以被用来确定转换器中的相对损耗。如图10所示，图中来自实际降压转换器的占空比(5Vin，0.6Vout)是随负载电流的变化作为损耗的函数测得的。