善用微處理器簡(jiǎn)化電源供應器設計

電源供應器設計人員經(jīng)常面對種種相互沖突的要求。一方面要縮小體積、降低成本，另一方面又要提供更多功能并提高輸出功率。受原理上的限制，模擬電源供應控制器本身的功能有限，而模擬電源控制器的設計更是越來(lái)越復雜。由于這個(gè)原因，有些設計人員轉向了純數字電源設計。然而，對于許多設計人員來(lái)說(shuō)，如此快速地轉換到陌生的領(lǐng)域并不容易。比較可行的折衷方法是采用傳統模擬電源供應器，但增加數位微處理器做為前端。

這種設計的優(yōu)點(diǎn)在于電源本身的控制仍然使用模擬技術(shù)來(lái)實(shí)現。因此電源供應器設計人員不需要從頭重新開(kāi)始數字設計，就可以為現有設計增加新的功能。裼謎庵址椒ǎ設計中仍然使用熟悉的誤差放大器、電流檢測以及電壓檢測電路。當然，盡管有些設計單元（如補償網(wǎng)路）仍然采用分離元件，但其余部分則由微處理器來(lái)控制?？刂婆c監測
微處理器能夠帶來(lái)的功能可分為四類(lèi)：控制、監測、判斷性功能及通信。下面我們將詳細討論這幾類(lèi)功能。

第一類(lèi)控制功能與微處理器和電源之間的硬件介面有關(guān)。在模擬設計中，非常重要的是要為連接微處理器保留介面。有些電源控制器在內部產(chǎn)生控制信號（如參考電壓），這樣的控制器為微處理器提供的外部連接點(diǎn)很少。然而，像Microchip的 MCP1630電源控制器，在設計上就為微處理器提供了充足的連接點(diǎn)。就本文來(lái)說(shuō)，我們假定電源控制器提供兩個(gè)控制點(diǎn)——關(guān)斷輸入以及設置參考電壓的能力，如圖1所示。盡管這樣兩個(gè)連接點(diǎn)看起來(lái)并不多，但已經(jīng)能夠提供功能非常強大的控制和復雜能力。
　

圖1：電源控制器提供關(guān)斷輸入及設置參考電壓的能力

目前，微處理器在許多電源設計中的作用主要是監測。許多微處理器都有搭載模擬數字轉換器（ADC）和模擬比較器。因此，微處理器在監測輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電壓和溫度等信號方面是理想選擇。

微處理器能夠監測范圍如此廣泛的信號，就可以完成更多功能，如智能故障檢測。微處理器的多功能源于其可編程能力，可以方便地進(jìn)行制訂來(lái)滿(mǎn)足設計要求。這樣，對于故障情況就可以分類(lèi)進(jìn)行處理。短暫的超載以及其他非關(guān)鍵故障可能只需要設置一個(gè)標志就可以了。而過(guò)熱的情形則可能需要關(guān)閉電源，直到故障排除。需要重新啟動(dòng)電源的故障也可以進(jìn)行更嚴格的控制。在某個(gè)時(shí)間段內如果有太多的故障，微處理器就可以永久關(guān)斷電源。

微處理器的處理能力還可以實(shí)現復雜的計算測量，如功率的即時(shí)計算。在模擬系統中確定功率值需要進(jìn)行復雜的模擬計算。但對于微處理器來(lái)說(shuō)，這只是小事一樁。輸入功率、輸出功率、效率以及功率損失等參數都可以計算。