基于ZL2008數字DC-DC電源控制電路設計

　　ZL2008是最新一代數字DC-DC電源控制器，使用了Intersil Zilker Labs的引腳設置技術(shù)配置功率轉換和電源管理參數。傳統的模擬電源無(wú)論在拓撲結構、器件、效率、功能上都日臻完善，應用也極為廣泛，并且有大量的工程技術(shù)人才熟悉和正在設計使用模擬電源。但模擬電源最大的缺點(diǎn)是缺乏靈活性，在應用的需求變化時(shí)，需要花很多時(shí)間進(jìn)行重新設計、驗證和測試。

　　數字電源可通過(guò)數字方式對電源系統的各項參數進(jìn)行設定，實(shí)現一次設計、反復使用，并且易于擴展。Intersil 公司推出的ZL2008是最新一代數字DC-DC電源控制器，使用了Intersil 的引腳設置技術(shù)配置功率轉換和電源管理參數，同時(shí)通過(guò)PMBus接口進(jìn)行遙測和監控，補償、電流分配和輸出電壓等工作參數可以通過(guò)引腳進(jìn)行配置。 ZL2008可用搭積木的方式搭建直流電源，使用3.3V單相電源到12V輸入的多相電源。

　　圖1 ZL2008的功能框圖

　　設計特點(diǎn)： 自適應控制算法

　　目前的嵌入式電源系統通常是針對最大負載的情況進(jìn)行的效率優(yōu)化，通過(guò)限制系統內部的總體散熱量，達到減少峰值熱應力的目的。然而不幸的是，大多數系統通常工作在遠低于峰值的狀況下，電源系統卻是針對峰值負載的情況進(jìn)行優(yōu)化的，因此通常達不到最佳的轉換效率。雖然這不會(huì )產(chǎn)生熱應力，但是會(huì )消耗更多的電能，進(jìn)而導致更高的總體系統運行成本。

　　ZL2008 DC-DC采用自適應的控制算法，使功率轉換器自動(dòng)改變運行狀態(tài)，始終工作在最佳的效率點(diǎn)上，提高效率和整體性能，而只需用很少或不用用戶(hù)的干預。

　　圖2 ZL2008的典型應用電路

　　ZL2008的PWM環(huán)路使用一個(gè)模擬和數字混合模塊，能夠對功率轉換的整個(gè)進(jìn)程實(shí)現精確的控制，而且不需要任何軟件。ZL2008集成了各種電源管理功能，可以用簡(jiǎn)單的引腳連接進(jìn)行配置。用戶(hù)配置可以保存在內部的非揮發(fā)性存儲器里（NVM）。另外，全部功能可以通過(guò)SMBus硬件接口，使用標準的PMBus命令進(jìn)行配置和監控。ZL2008包括先進(jìn)的節能算法，能夠持續地調整電源，將損耗降至最低值。嵌入式控制器使用這些算法，實(shí)時(shí)調節各種工作參數（死區時(shí)間，開(kāi)關(guān)頻率，低側 FET導通時(shí)間，等等），以?xún)?yōu)化效率。這樣，ZL2008可以適應生產(chǎn)變化、溫度變化、負載變化、輸入電壓變化、溫度變化和元件老化帶來(lái)的影響，提供最高的性能。該器件還集成了功率轉換控制、電源管理、故障管理和遙測等功能，可節省數十個(gè)元器件，大大降低了材料成本。隨之而來(lái)的另一個(gè)好處是加快了開(kāi)發(fā)進(jìn)度，減少了生產(chǎn)制造的時(shí)間。