數字控制在電源應用中的特性和優(yōu)勢

傳統開(kāi)關(guān)電源（Switch Mode Power Supply,SMPS）控制通常使用純模擬技術(shù)。低成本和高性能數字信號控制器（Digital Signal Controller, DSC）的出現開(kāi)啟了開(kāi)關(guān)電源控制的全新境界，并且標志著(zhù)電源產(chǎn)業(yè)正朝著(zhù)數字革命的方向發(fā)展。

　　本文強調當前是電源應用采用數字技術(shù)、實(shí)現數字電源的最佳時(shí)機。Microchip 提供的AC-DC 參考設計就是展示數字控制技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的極佳實(shí)例。

　　本問(wèn)通過(guò)在以下幾個(gè)方面將數字電源與模擬電源進(jìn)行定量比較以指出數字電源的優(yōu)勢所在：

　　比較模擬電源與數字電源的物料成本

　　控制先進(jìn)拓撲結構的能力和數字控制的靈活性

　　在同樣成本條件下，數字電源實(shí)現的附加價(jià)值數字電源節省成本。

　　圖1 為兩級模擬AC-DC 電源的高階原理框圖。

圖 1: 兩級模擬AC-DC 電源

　　圖2 顯示了數字AC-DC 電源的高階框圖。

圖 2: 數字AC-DC 電源

　　模擬電源的主要組成包括：

　　功率鏈：半導體開(kāi)關(guān)、電感、電容和功率變壓器

　　驅動(dòng)電路：柵極驅動(dòng)以及支持電路

　　反饋電路：傳感器、放大器和電阻網(wǎng)絡(luò )

　　控制器：每個(gè)功率級專(zhuān)用控制器

　　后臺管理電路：用于順序控制、監控和通信的專(zhuān)用單片機以及支持電路

　　為便于比較，考慮選擇一個(gè)兩級式電源。前端轉換器采用升壓功率因數校正（Power Factor Correction,PFC）電路，而第二級是DC-DC 相移式全橋轉換器。

　　模擬電源與數字電源的功率鏈部分、驅動(dòng)電路和反饋電路保持一致。圖2 分別展示了上述例子中所描述的數字電源。對于數字控制電源，專(zhuān)用模擬控制器和后臺管理電路可合并采用一片dsPIC®DSC 來(lái)實(shí)現。