基于數字化控制的開(kāi)關(guān)電源的研究

0 引言
開(kāi)關(guān)電源被譽(yù)為高效節能型電源。傳統的開(kāi)關(guān)電源采用模擬控制技術(shù)，使用比較器、誤差放大器和模擬調變器等元器件來(lái)調整電源輸出電壓。模擬控制方法只適用于頻率高、電力小、功能少的開(kāi)關(guān)電源，且存在控制電路復雜、元器件多以及控制電路一旦成型很難修改等缺點(diǎn)，不利于開(kāi)關(guān)電源的集成化和小型化。開(kāi)關(guān)電源的數字化控制技術(shù)能夠較好地解決這些問(wèn)題。本文介紹了開(kāi)關(guān)電源的數字化控制技術(shù)，并給出了基于單片機控制和基于DSP控制開(kāi)關(guān)電源的兩種模型，分析和比較了兩者的優(yōu)缺點(diǎn)以及應用場(chǎng)合，現在介紹如下。

1 開(kāi)關(guān)電源模擬控制和數字控制的比較

1．1開(kāi)關(guān)電源模擬控制的種類(lèi)與特點(diǎn)

開(kāi)關(guān)電源的模擬控制方法已經(jīng)使用了數十年，也形成了一系列的控制方式，大致有3種：脈沖寬度調制方式PWM、脈沖頻率調制方式PFM和昆合調制方式。

圖1為脈寬調制式（PWM）開(kāi)關(guān)電源，AC220V輸入電壓經(jīng)過(guò)整流濾波后變成直流電壓U，再由功率開(kāi)關(guān)管VT斬波、高頻變壓器T降壓，得到高頻矩形波電壓，最后通過(guò)輸出整流濾波器VD、C2，獲得所需要的直流輸出電壓U0。利用誤差放大器和PWM比較器構成閉環(huán)調節系統。這種模擬控制電路因為使用元器件多而需要很大空間，這些元器件本身的值還會(huì )隨著(zhù)使用時(shí)間、溫度和其他環(huán)境條件的變化而變動(dòng)，并對系統穩定性和響應能力造成負面影響，不利于模擬系統的測試和維修。另外，模擬控制的控制響應特性是由分立元器件的值決定的，因此無(wú)法為所有電源值或負載點(diǎn)提供最優(yōu)化的控制響應。