数字电源正在超越模拟电源

数字电源正在超越模拟电源 上网时间：2010 年03 月31 日 所属类别: 电源管理 I 电源管理 I 技术方案 “数字电源”正在彻底改变电源的设计方法和实现方式。本文为您介绍替代传统模拟控制的数字电源技术：数字电源具有超过模拟方案的巨大优势，不仅在性能方面(效率、瞬态响应、稳定性等)，而且在上市时间和总拥有成本方面也同样如此。 基本概况 Intersil 用于 DC/DC 电源转换的ZL2008 第二代自适应数字化电源控制器是一款业界领先的数字电源控制器。它适用于非隔离式降压、升压、降压-升压和隔离式单管正激或反激式转换器。在6mm× 6mm QFN 封装(图 1)内是一个先进的电源控制器，集成了电源转换控制、电源管理、故障管理和遥测功能。此外，还包含一个集成的微控制器，可以运行复杂的算法，可以适应超越模拟方案性能的运行。它代表了高性价比的数字电源的最新技术。基本规格见表 1。 数字电源架构与模拟架构的对比 图 2 显示了电源转换控制架构从模拟(a)到现代数字控制(c)的进展。模拟PWM 控制器通过使用一个斜坡误差信号来产生比例占空比。该误差信号利用电阻和电容网络进行补偿，以修改信号来稳定控制回路。 在数字电源中最早尝试(图 2b)的比例占空比是通过一个数字计数器(DPWM)生成的，其计数是由数字信号处理器决定的。虽然这种方法在数字实现方面非常强大，但事实证明这种方法过于昂贵，对于大多数实际应用来说需要太多的静态电流。 在现代数字电源控制(图 2c)当中，占空比仍然是由一个数字计数器生成的，但是现在的计数器是由数字状态机控制的。这个状态机是专门为电源控制器(而不是一般功能的DSP)设计的，所以这个解决方案更符合成本效益，且需要较少的静态电流。 图 2c 的架构采用了比例、积分、微分(PID)补偿器来稳定电源，而不需要一个完整的DSP来补偿电源。误差电压的3 个要素，误差的比例、误差的积分和误差的微分结合了相对比重，以实现稳定的运行。 请注意，在架构方面数字电源胜过模拟电源具备的一些优势：数字控制无需外部元件进行补偿。这不仅减少了元件数量，而且可以轻而易举地改变补偿，包括随时改变，甚至随负载变化进行适应性改变。 典型的情况是没有数字控制器的外部分压器。内部参考可以缩放，因此无需使用外部分压器。这显然减少了元件数量，而且还有助于在工厂精确校准控制器，这样用户就可以受益于高精度，而无需使用昂贵的用于分压的精密电阻。 数字架构可以简便地采用数字通信，...