數字控制在電源應用中的特性和優(yōu)勢

　　大多數功率轉換器的電流反饋信號必須通過(guò)濾波來(lái)消除噪聲以及避免限流以及故障電路的誤動(dòng)作。隨著(zhù)開(kāi)關(guān)速度的加快，噪聲對反饋信號的影響變得越來(lái)越大。在一些情況下，MOSFET開(kāi)關(guān)瞬間產(chǎn)生的噪聲尖峰電流甚至超過(guò)了設定的最大電流值。

　　通過(guò)濾波將這些噪聲從電流反饋信號中濾除的同時(shí)也難免對波形造成不利影響。為實(shí)現精確的閉環(huán)控制運行和電流限定值保護，期望保持波形不會(huì )發(fā)生畸變。因此，一項被稱(chēng)為L(cháng)EB 的技術(shù)經(jīng)常被用來(lái)消除靠近PWM開(kāi)關(guān)邊沿反饋信號的噪聲尖峰。

　　對于模擬控制器，需要設計一個(gè)硬件消隱電路來(lái)屏蔽固定持續時(shí)間內的反饋信號。圖7 顯示了LEB 電路的一種可能構造。電路可屏蔽固定時(shí)間內的噪聲尖峰，該時(shí)間長(cháng)度可由定時(shí)電阻和電容確定。這種方案增加了系統的成本和復雜性，并且在消隱持續時(shí)間上沒(méi)有足夠的靈活性。

圖 7: LEB 電路

　　dsPIC33FGS 系列器件經(jīng)過(guò)優(yōu)化設計，適用于所有電源應用，并可提供內置LEB 特性。LEB 功能可在任何時(shí)刻被使能或禁止，用戶(hù)可選擇對哪些PWM 邊沿進(jìn)行消隱。消隱時(shí)間可由軟件調節，不需要外加電路。圖8 介紹了dsPIC DSC 中LEB 的操作特征。

圖 8: 前沿消隱（LEB）

　　自適應和非線(xiàn)性控制

　　數字電源控制器具備在線(xiàn)調節運行狀態(tài)的能力。這一能力增加了許多創(chuàng )新的機會(huì )，并使其在與其他可選擇產(chǎn)品的競爭中具備優(yōu)勢。

　　實(shí)現自適應控制的一個(gè)方法就是設置多個(gè)控制閉環(huán)系數。由于不同線(xiàn)路/負載條件下的系統性能會(huì )發(fā)生改變，因此可通過(guò)在每個(gè)運行點(diǎn)在線(xiàn)修改參數的方式獲得最佳性能。

　　如另一個(gè)例子，一個(gè)系統規定只能在50?C 以下運行，但是，由于一些原因，周?chē)臏囟瘸隽诉@一限制。這種情況下，可通過(guò)軟件寫(xiě)入來(lái)降低電流限定值。盡管這個(gè)操作會(huì )增加一些限制，但它可以幫助系統安全地擴展正常工作的極限。

　　總結

　　模擬控制器長(cháng)期以來(lái)都是電源技術(shù)領(lǐng)域的主流。電源市場(chǎng)要求低成本和高性能的電源。最近，電源技術(shù)領(lǐng)域出現的更加智能化、集成化的發(fā)展趨勢促進(jìn)了對數字電源的需求。

　　Microchip 的dsPIC33F GS 系列數字信號控制器使所有潛在的數字電源控制成為可能。正如此文中所描述的，數字電源已能夠滿(mǎn)足有時(shí)甚至超越了市場(chǎng)需求。dsPIC DSC 開(kāi)啟了電源世界中前所未有的創(chuàng )新局面，并處于數字革命最前沿。

　　相關(guān)開(kāi)發(fā)工具

　　Microchip 數字AC-DC 參考設計

　　AC-DC 參考設計是一個(gè)完整的300W 數字電源，它展示了數字控制的優(yōu)點(diǎn)。參考設計實(shí)現了4 個(gè)功率級，包括：

　　升壓PFC 轉換器

　　帶同步整流功能的相移式全橋轉換器

　　多相同步降壓轉換器

　　單相同步降壓轉換器

圖 9: 數字電源AC-DC 參考設計