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数字电源控制器与芯片应用
1、数字电源基本特征
数字电源一直是系统架构师与电源设计者的热门话题。由于电源管理业在不断发展,而
数字电源正是发展的重要一环。 那么, 什么是真正的数字电源, 它又能带来什么直接的好处
呢? 目前公认的数字电源定义是:提供监控与配置功能,使用数字算法扩展至全环路控制的
数字控制电源产品。 因此, 数字电源必须执行的电源管理功能可以保留在模拟区域, 也可以
转移至数字区域。 数字电源可以完成对 PWM 控制环路的数字控制和数字电源管理与通信任
务。系统可以使用一种或两种形式的数字电源。 数字电源组成包括好几个部分, 典型的产品
由数字电源驱动器, 数字电源 PWM 控制器和高分辨率数字控制器三部分组成. 该电源管理
产品专门支持从 AC 线到负载点,包括不间断电源( UPS )、服务器、电信、数据中心及 V
RM 应用的隔离与非隔离式解决方案。图 1 所示为数字电源是由基本模块构成的。
图 1 中某些模块执行模拟功能, 如驱动器模块, 而另一些模块如 DSP 等则执行数字功能。
数字电源可以完成对 PWM 控制环路的数字控制和数字电源管理与通信任务。 系统可以使用
一种或两种形式的数字电源。那么,数字电源它又能带来什么直接的好处呢 ?
1.1 、数字电源组成主要优点。
不得用于商业用途
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数字化闭环是数字电源迄今最复杂的部分。脑中跃出的第一个问题是:为什么要用数字
控制,使用模拟控制环路的 SMPS (开关模式电源系统)不是挺好吗 ?模拟控制环路的优点
是准确、工程师对自己设计的理解,以及有极多模拟控制 IC 的支持。然而,模拟控制环路
是面向一个定义范围狭窄的特定负载。 如果负载变化范围宽, 则很难在负载的整个变化范围
内调整模拟环路。
如果使用一个真正的数字控制器,则设计者可以将数值放在寄存器内,对控制器的各个
方面作配置,而无需改变外部的硬件。设计者只需要工作在 PC 的 GUI (图形用户界面 -从
图 2 (b )所示可见)上,就可以更快地优化和调试系统,而不必将各种电阻电容在板上焊
上焊下。可以去掉某些元件,或使用较廉价的无源元件, 从而补偿处理器的成本. 产生电源
精度的本身是模拟功能。 然而,当你拥有了这种数字能力时, 就不用制造有绝对精度的部件,
而可以制造精度较差的部件, 然后用数字控制来校准这些误差。 这与信号调节发生的情况类
似。但数字控制环路需要一个速度相对较快而功能强大的处理器, 这在锱锈必较的电源子系
统中是一个缺陷。
不得用于商业用途
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然而数字电源的作用并不只是数字式地闭锁控制环路。它还包括管理与通信功能,这在
数据通信和电信系统中正变得日益重要。这些系统依赖于能应付多种电压线路的电源处理
器,这些电压线路必须以设定的顺序完成上电和断电。
概括数字电源的主要优点:更大的灵活性,能加快设计产品的上市进程;提高供电性能;
使系统沟通成为可能,如远程侦测等;器件数量减少,因而系统成本低廉。 之所以采用而数
字电源解决方案,是因该解决方案具有如下优点,即可编程序,使用简便,精确度高,集成
化强,通用开发平台及支持电流及未来的拓扑结构。
1.2 、关于数字电源的软件支持
数字电源控制需要软件支持,如 UCD95K 和 UCD91K 的数字电源控制器由 CodeComp
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