數(shù)字電源控制模擬控制能力

　　簡介

　　“數(shù)字電源”正在徹底改變電源的設計方法和實現(xiàn)方式。本文為您介紹替代傳統(tǒng)模擬控制的數(shù)字電源技術：數(shù)字電源可實現(xiàn)超過傳統(tǒng)方案的巨大優(yōu)勢，不僅在性能方面(效率、瞬態(tài)響應、穩(wěn)定性等)，而且在上市時間和總擁有成本方面也同樣如此。

　　基本概況

　　Intersil用于DC/DC電源轉換的ZL2008第二代自適應數(shù)字化電源控制器是一款業(yè)界領先的數(shù)字電源控制器。它適用于非隔離式降壓、升壓、降壓-升壓和隔離式單管正激或反激式轉換器。在這個6mm×6mm QFN封裝(圖1)內(nèi)是一個先進的電源控制器，集成了電源轉換控制、電源管理、故障管理和遙測功能。此外，它還包含一個集成的微控制器，可以運行復雜的算法，可以適應超越模擬方案性能的運行。它代表了高性價比的數(shù)字電源的最新技術。

　　基本規(guī)格見表1

　　表1：ZL2008規(guī)格

　　數(shù)字電源架構與模擬架構的對比

　　圖2顯示了電源轉換控制架構從模擬(a)到現(xiàn)代數(shù)字控制(c)的進展。模擬PWM控制器通過使用一個斜坡誤差信號來產(chǎn)生比例占空比。該誤差信號利用電阻和電容網(wǎng)絡進行補償，以修改信號來穩(wěn)定控制回路。

　　(圖字：上圖：模擬PWM控制器，斜坡(ramp)發(fā)生器，誤差放大器，比較器，鎖存，驅動器;中圖：數(shù)字PWM控制器，電源管理，數(shù)字VREF，控制器接口，驅動器;下圖：Digital-DCTM控制器，電源管理，串行接口，多級比較器，數(shù)字PID濾波器，驅動器)

　　在數(shù)字電源中最早嘗試(圖2b)的比例占空比是通過一個數(shù)字計數(shù)器(DPWM)生成的，其計數(shù)是由數(shù)字信號處理器決定的。雖然這種方法在數(shù)字實現(xiàn)方面非常強大，但事實證明這種方法過于昂貴，對于大多數(shù)實際應用來說需要太多的靜態(tài)電流。

　　在現(xiàn)代數(shù)字電源控制(圖2c)當中，占空比仍然是由一個數(shù)字計數(shù)器生成的，但是現(xiàn)在的計數(shù)器是由數(shù)字狀態(tài)機控制的。這個狀態(tài)機是專門為電源控制器(而不是一般功能的DSP)設計的，所以這個解決方案更符合成本效益，且需要較少的靜態(tài)電流。

　　圖2c的架構采用了比例、積分、微分(PID)補償器來穩(wěn)定電源，而不需要一個完整的DSP來補償電源。誤差電壓的3個要素，誤差的比例、誤差的積分和誤差的微分結合了相對比重，以實現(xiàn)穩(wěn)定的運行。