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輸出電壓與參考電壓之間的差異進行相位補償，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)量會增加電路規(guī)模。

 使轉(zhuǎn)換器拓撲結(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。

 更換無源元件對于支持各種產(chǎn)品是必要的。

 需要單獨的微型計算機來增加通訊功能和行車日志記錄功能。

另一方面，數(shù)控電源的特點是模擬系統(tǒng)中誤差放大器進行的相位補償由DSP進行數(shù)值計算（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如何進行相位補償?shù)臄?shù)值計算處理。

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中進行相位補償計算，確定所需的PWM占空比

↓

（3）根據(jù)占空比輸出一個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進行。在許多情況下，控制與 PWM 載波周期同步進行。

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

四、數(shù)字電源控制所需的設備

要控制數(shù)字電源，您需要一個設備，例如：

1.反饋控制所需的設備

 高速、高精度A/D轉(zhuǎn)換器

 可高速運算的DSP

 可平滑設置占空比和周期的高分辨率PWM

 過電流檢測用比較器、運算放大器等

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 存儲器，用于存儲 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)負載選擇最佳工作模式和工作頻率

 根據(jù)負載優(yōu)化可變死區(qū)時間

 減少循環(huán)電流的占空比控制

 輕載間歇運行

 在線性和非線性控制之間切換

 效率和功率因數(shù)優(yōu)先級變化，輕載PFC關(guān)斷

2、響應速度快

 模擬無法實現(xiàn)的相位補償

 基于先進理論的離散控制

 最優(yōu)非線性控制

3、兼容各種轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)

 適應難以進行模擬控制的轉(zhuǎn)換器拓撲

 同步整流，無橋，效率高

 支持可以減少部件數(shù)量的特殊拓撲

4、可靠性高

 可以消除化學電容器的相位補償

 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

 無源元件設定的規(guī)格參數(shù)可由軟件設定

 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)換器實現(xiàn)模擬無法實現(xiàn)的高精度低電壓設置

 SoC/FPGA 大電流、突變的高速響應

 智能化（通訊功能等）

 可任意設定的電源啟動/關(guān)閉順序

 運行狀態(tài)日志存儲

 通過外部命令設置電源狀態(tài)

 與其他電源合作

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