什么是數(shù)字電源？| 百能云芯

一、常規(guī)模擬控制電源

例如，傳統(tǒng)的模擬控制電源通過誤差放大器對(duì)輸出電壓與參考電壓之間的差異進(jìn)行相位補(bǔ)償，并調(diào)整指示轉(zhuǎn)換器中功率MOSFET開/關(guān)的PWM波形的占空比反饋控制。

該方法成本低，但存在以下問題。

 增加異常檢測功能的數(shù)量會(huì)增加電路規(guī)模。

 使轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多樣化以提高效率是有限度的

 由于誤差放大器參考電壓的限制，很難降低輸出電壓。

 更換無源元件對(duì)于支持各種產(chǎn)品是必要的。

 需要單獨(dú)的微型計(jì)算機(jī)來增加通訊功能和行車日志記錄功能。

另一方面，數(shù)控電源的特點(diǎn)是模擬系統(tǒng)中誤差放大器進(jìn)行的相位補(bǔ)償由DSP進(jìn)行數(shù)值計(jì)算（數(shù)字濾波器）處理。

二、數(shù)字電源

在數(shù)字電源中，我們將介紹數(shù)字控制的流程，DSP如何進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)臄?shù)值計(jì)算處理。

三、數(shù)字控制流程

（1）用A/D轉(zhuǎn)換器讀取需要反饋的輸出電壓，并數(shù)字化

↓

（2）在DSP中進(jìn)行相位補(bǔ)償計(jì)算，確定所需的PWM占空比

↓

（3）根據(jù)占空比輸出一個(gè)PWM波形(2)

③的PWM波形由數(shù)字邏輯電路產(chǎn)生。如果可以指定的占空比和周期的分辨率是粗略的，紋波將被添加到輸出電壓，因此使用可以平滑地設(shè)置占空比和周期的高分辨率PWM。

這些過程以一定的控制周期重復(fù)進(jìn)行。在許多情況下，控制與 PWM 載波周期同步進(jìn)行。

這樣，可以在每個(gè)循環(huán)中執(zhí)行模擬控制無法完成的主動(dòng)處理，因此可以集成更高級(jí)的控制。

四、數(shù)字電源控制所需的設(shè)備

要控制數(shù)字電源，您需要一個(gè)設(shè)備，例如：

1.反饋控制所需的設(shè)備

 高速、高精度A/D轉(zhuǎn)換器

 可高速運(yùn)算的DSP

 可平滑設(shè)置占空比和周期的高分辨率PWM

 過電流檢測用比較器、運(yùn)算放大器等

2.各種智能處理及通訊處理

 中央處理器

 通訊功能

 可自由重寫的 FLASH 存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ) CPU 程序

Sanken Electric 的 MD67xx 系列具有這些數(shù)字電源所需的所有元件。

五、電源數(shù)字化的優(yōu)勢

1.效率高

 根據(jù)負(fù)載選擇最佳工作模式和工作頻率

 根據(jù)負(fù)載優(yōu)化可變死區(qū)時(shí)間

 減少循環(huán)電流的占空比控制

 輕載間歇運(yùn)行

 在線性和非線性控制之間切換

 效率和功率因數(shù)優(yōu)先級(jí)變化，輕載PFC關(guān)斷

2、響應(yīng)速度快

 模擬無法實(shí)現(xiàn)的相位補(bǔ)償

 基于先進(jìn)理論的離散控制

 最優(yōu)非線性控制

3、兼容各種轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

 適應(yīng)難以進(jìn)行模擬控制的轉(zhuǎn)換器拓?fù)?/span>

 同步整流，無橋，效率高

 支持可以減少部件數(shù)量的特殊拓?fù)?/span>

4、可靠性高

 可以消除化學(xué)電容器的相位補(bǔ)償

 消除模擬電路中發(fā)生的老化

 通過調(diào)頻降低 EMI 噪聲

5、兼容多種產(chǎn)品

 無源元件設(shè)定的規(guī)格參數(shù)可由軟件設(shè)定

 通過在發(fā)貨前寫入閃存支持自定義電源規(guī)格

6、小型化

 更高的開關(guān)頻率

 將以模擬方式實(shí)現(xiàn)的多功能硬件集成到軟件中

 將用于異常檢測的外部硬件（例如 OCP/OVP）集成到軟件中

7、低電壓大電流

 通過 A/D 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬無法實(shí)現(xiàn)的高精度低電壓設(shè)置

 SoC/FPGA 大電流、突變的高速響應(yīng)

 智能化（通訊功能等）

 可任意設(shè)定的電源啟動(dòng)/關(guān)閉順序

 運(yùn)行狀態(tài)日志存儲(chǔ)

 通過外部命令設(shè)置電源狀態(tài)

 與其他電源合作

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