什么是數字電源？| 百能云芯

一、常規模擬控制電源

例如，傳統的模擬控制電源通過(guò)誤差放大器對輸出電壓與參考電壓之間的差異進(jìn)行相位補償，并調整指示轉換器中功率MOSFET開(kāi)/關(guān)的PWM波形的占空比反饋控制。

該方法成本低，但存在以下問(wèn)題。

 增加異常檢測功能的數量會(huì )增加電路規模。

 使轉換器拓撲結構多樣化以提高效率是有限度的

 由于誤差放大器參考電壓的限制，很難降低輸出電壓。

 更換無(wú)源元件對于支持各種產(chǎn)品是必要的。

 需要單獨的微型計算機來(lái)增加通訊功能和行車(chē)日志記錄功能。

另一方面，數控電源的特點(diǎn)是模擬系統中誤差放大器進(jìn)行的相位補償由DSP進(jìn)行數值計算（數字濾波器）處理。

二、數字電源

在數字電源中，我們將介紹數字控制的流程，DSP如何進(jìn)行相位補償的數值計算處理。

三、數字控制流程

（1）用A/D轉換器讀取需要反饋的輸出電壓，并數字化

↓

（2）在DSP中進(jìn)行相位補償計算，確定所需的PWM占空比

↓

（3）根據占空比輸出一個(gè)PWM波形(2)

③的PWM波形由數字邏輯電路產(chǎn)生。如果可以指定的占空比和周期的分辨率是粗略的，紋波將被添加到輸出電壓，因此使用可以平滑地設置占空比和周期的高分辨率PWM。

這些過(guò)程以一定的控制周期重復進(jìn)行。在許多情況下，控制與 PWM 載波周期同步進(jìn)行。

這樣，可以在每個(gè)循環(huán)中執行模擬控制無(wú)法完成的主動(dòng)處理，因此可以集成更高級的控制。

四、數字電源控制所需的設備

要控制數字電源，您需要一個(gè)設備，例如：

1.反饋控制所需的設備

 高速、高精度A/D轉換器

 可高速運算的DSP

 可平滑設置占空比和周期的高分辨率PWM

 過(guò)電流檢測用比較器、運算放大器等

2.各種智能處理及通訊處理

 中央處理器

 通訊功能

 可自由重寫(xiě)的 FLASH 存儲器，用于存儲 CPU 程序

Sanken Electric 的 MD67xx 系列具有這些數字電源所需的所有元件。

五、電源數字化的優(yōu)勢

1.效率高

 根據負載選擇最佳工作模式和工作頻率

 根據負載優(yōu)化可變死區時(shí)間

 減少循環(huán)電流的占空比控制

 輕載間歇運行

 在線(xiàn)性和非線(xiàn)性控制之間切換

 效率和功率因數優(yōu)先級變化，輕載PFC關(guān)斷

2、響應速度快

 模擬無(wú)法實(shí)現的相位補償

 基于先進(jìn)理論的離散控制

 最優(yōu)非線(xiàn)性控制

3、兼容各種轉換器拓撲結構

 適應難以進(jìn)行模擬控制的轉換器拓撲

 同步整流，無(wú)橋，效率高

 支持可以減少部件數量的特殊拓撲

4、可靠性高

 可以消除化學(xué)電容器的相位補償

 消除模擬電路中發(fā)生的老化

 通過(guò)調頻降低 EMI 噪聲

5、兼容多種產(chǎn)品

 無(wú)源元件設定的規格參數可由軟件設定

 通過(guò)在發(fā)貨前寫(xiě)入閃存支持自定義電源規格

6、小型化

 更高的開(kāi)關(guān)頻率

 將以模擬方式實(shí)現的多功能硬件集成到軟件中

 將用于異常檢測的外部硬件（例如 OCP/OVP）集成到軟件中

7、低電壓大電流

 通過(guò) A/D 轉換器實(shí)現模擬無(wú)法實(shí)現的高精度低電壓設置

 SoC/FPGA 大電流、突變的高速響應

 智能化（通訊功能等）

 可任意設定的電源啟動(dòng)/關(guān)閉順序

 運行狀態(tài)日志存儲

 通過(guò)外部命令設置電源狀態(tài)

 與其他電源合作

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