数字电源控制模拟控制能力

　　简介

　　“数字电源”正在彻底改变电源的设计方法和实现方式。本文为您介绍替代传统模拟控制的数字电源技术：数字电源可实现超过传统方案的巨大优势，不仅在性能方面(效率、瞬态响应、稳定性等)，而且在上市时间和总拥有成本方面也同样如此。

　　基本概况

　　Intersil用于DC/DC电源转换的ZL2008第二代自适应数字化电源控制器是一款业界领先的数字电源控制器。它适用于非隔离式降压、升压、降压-升压和隔离式单管正激或反激式转换器。在这个6mm×6mm QFN封装(图1)内是一个先进的电源控制器，集成了电源转换控制、电源管理、故障管理和遥测功能。此外，它还包含一个集成的微控制器，可以运行复杂的算法，可以适应超越模拟方案性能的运行。它代表了高性价比的数字电源的最新技术。

　　基本规格见表1

　　表1：ZL2008规格

　　数字电源架构与模拟架构的对比

　　图2显示了电源转换控制架构从模拟(a)到现代数字控制(c)的进展。模拟PWM控制器通过使用一个斜坡误差信号来产生比例占空比。该误差信号利用电阻和电容网络进行补偿，以修改信号来稳定控制回路。

　　(图字：上图：模拟PWM控制器，斜坡(ramp)发生器，误差放大器，比较器，锁存，驱动器;中图：数字PWM控制器，电源管理，数字VREF，控制器接口，驱动器;下图：Digital-DCTM控制器，电源管理，串行接口，多级比较器，数字PID滤波器，驱动器)

　　在数字电源中最早尝试(图2b)的比例占空比是通过一个数字计数器(DPWM)生成的，其计数是由数字信号处理器决定的。虽然这种方法在数字实现方面非常强大，但事实证明这种方法过于昂贵，对于大多数实际应用来说需要太多的静态电流。

　　在现代数字电源控制(图2c)当中，占空比仍然是由一个数字计数器生成的，但是现在的计数器是由数字状态机控制的。这个状态机是专门为电源控制器(而不是一般功能的DSP)设计的，所以这个解决方案更符合成本效益，且需要较少的静态电流。

　　图2c的架构采用了比例、积分、微分(PID)补偿器来稳定电源，而不需要一个完整的DSP来补偿电源。误差电压的3个要素，误差的比例、误差的积分和误差的微分结合了相对比重，以实现稳定的运行。