使用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)字電源

數(shù)字電源可用于實(shí)現(xiàn)許多很有意思的功能。借助可編程調(diào)節(jié)環(huán)路，可在不同工作條件下獲得更佳的環(huán)路特性。電源與完整系統(tǒng)的數(shù)字連接可實(shí)現(xiàn)電壓和電流的精確監(jiān)控。此外，數(shù)字電源還提供高靈活性。可以相當(dāng)快的速度修改不同參數(shù)。這簡化了電路設(shè)計(jì)過程并加快了系統(tǒng)衍生產(chǎn)品的開發(fā)。

當(dāng)然，許多電源專家仍然對采用數(shù)字電源有一些抗拒。電源設(shè)計(jì)人員通常不是經(jīng)驗(yàn)豐富的軟件工程師。但在數(shù)字電源項(xiàng)目中，通常會(huì)在開發(fā)團(tuán)隊(duì)中增加一名軟件工程師。經(jīng)驗(yàn)表明，由電源專家和軟件專家共同開發(fā)電源可能會(huì)產(chǎn)生一些復(fù)雜問題。

這兩者之間的交流可能導(dǎo)致誤解，并最終導(dǎo)致項(xiàng)目延期。

圖形用戶界面(GUI)是這種困境的一種解決方案。因?yàn)镚UI可簡化數(shù)字電源的編程。許多數(shù)字控制器IC供應(yīng)商均提供GUI。通常，GUI的設(shè)計(jì)方式能夠使電源專家直觀地使用它們。圖1顯示了這樣的圖形用戶界面。您可用鼠標(biāo)選擇電源的不同方面，在屏幕上的不同功能框圖中進(jìn)行不同的設(shè)置。

圖1. 數(shù)字電源圖形用戶界面

許多不同的數(shù)字電源仍然具有明顯的缺點(diǎn)。圖形用戶界面通常會(huì)生成一個(gè)代碼，該代碼經(jīng)過編譯后，將在微控制器的內(nèi)核或DSP上運(yùn)行。設(shè)計(jì)人員對生成的代碼的功能可靠性完全負(fù)責(zé)。可能會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤需要在驗(yàn)證過程中利用測試矢量找到。對于在圖形用戶界面中進(jìn)行的所有小更改，都需要重復(fù)此驗(yàn)證過程。

還有一種更方便的方式是選擇基于狀態(tài)機(jī)的數(shù)字電源控制器IC。例如，ADI公司的ADP1055就是這樣的器件。圖2顯示了該電路的框圖。數(shù)字邏輯系統(tǒng)的作用與狀態(tài)機(jī)相同。電源特性的更改可在圖形用戶界面中進(jìn)行設(shè)置，如圖1所示。這些更改不會(huì)為微控制器產(chǎn)生新代碼，只會(huì)在狀態(tài)機(jī)中設(shè)置不同的寄存器狀態(tài)。正是由于這樣的過程，數(shù)字電源的功能仍然由數(shù)字電源控制器IC的數(shù)據(jù)手冊規(guī)定，沒有任何軟件或代碼需要驗(yàn)證。

圖形用戶界面和狀態(tài)機(jī)的組合可簡化數(shù)字電源領(lǐng)域的首要步驟。此方法深受沒有專屬軟件工程師為電源管理專家提供支持的企業(yè)歡迎。而且，此方法在軟件代碼驗(yàn)證過程極其繁瑣的領(lǐng)域也深受歡迎。此類領(lǐng)域的一個(gè)例子就是汽車行業(yè)。

現(xiàn)在，存在許多基于狀態(tài)機(jī)的電源控制器。圖2中的ADP1055設(shè)計(jì)用于不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直流隔離電源。但是，它還可用于采用交錯(cuò)技術(shù)的負(fù)載點(diǎn)(POL)應(yīng)用中。

圖2. 基于狀態(tài)機(jī)的ADP1055框圖