什么是数字电源？| 百能云芯

一、常规模拟控制电源

例如，传统的模拟控制电源通过误差放大器对输出电压与参考电压之间的差异进行相位补偿，并调整指示转换器中功率MOSFET开/关的PWM波形的占空比反馈控制。（图左）

该方法成本低，但存在以下问题。

 增加异常检测功能的数量会增加电路规模。

 使转换器拓扑结构多样化以提高效率是有限度的

 由于误差放大器参考电压的限制，很难降低输出电压。

 更换无源元件对于支持各种产品是必要的。

 需要单独的微型计算机来增加通讯功能和行车日志记录功能。

另一方面，数控电源的特点是模拟系统中误差放大器进行的相位补偿由DSP进行数值计算（数字滤波器）处理。

二、数字电源

在数字电源中，我们将介绍数字控制的流程，DSP如何进行相位补偿的数值计算处理。

三、数字控制流程

（1）用A/D转换器读取需要反馈的输出电压，并数字化

↓

（2）在DSP中进行相位补偿计算，

确定所需的PWM占空比

↓

（3）根据占空比输出一个PWM波形(2)

③的PWM波形由数字逻辑电路产生。如果可以指定的占空比和周期的分辨率是粗略的，纹波将被添加到输出电压，因此使用可以平滑地设置占空比和周期的高分辨率PWM。

这些过程以一定的控制周期重复进行。在许多情况下，控制与 PWM 载波周期同步进行。

这样，可以在每个循环中执行模拟控制无法完成的主动处理，因此可以集成更高级的控制。

四、数字电源控制所需的设备

要控制数字电源，您需要一个设备，例如：

1.反馈控制所需的设备

 高速、高精度A/D转换器

 可高速运算的DSP

 可平滑设置占空比和周期的高分辨率PWM

 过电流检测用比较器、运算放大器等

2.各种智能处理及通讯处理

 中央处理器

 通讯功能

 可自由重写的 FLASH 存储器，用于存储 CPU 程序

Sanken Electric 的 MD67xx 系列具有这些数字电源所需的所有元件。

五、电源数字化的优势

1.效率高

 根据负载选择最佳工作模式和工作频率

 根据负载优化可变死区时间

 减少循环电流的占空比控制

 轻载间歇运行

 在线性和非线性控制之间切换

 效率和功率因数优先级变化，轻载PFC关断

2、响应速度快

 模拟无法实现的相位补偿

 基于先进理论的离散控制

 最优非线性控制

3、兼容各种转换器拓扑结构

 适应难以进行模拟控制的转换器拓扑

 同步整流，无桥，效率高

 支持可以减少部件数量的特殊拓扑

4、可靠性高

 可以消除化学电容器的相位补偿

 消除模拟电路中发生的老化

 通过调频降低 EMI 噪声

5、兼容多种产品

 无源元件设定的规格参数可由软件设定

 通过在发货前写入闪存支持自定义电源规格

6、小型化

 更高的开关频率

 将以模拟方式实现的多功能硬件集成到软件中

 将用于异常检测的外部硬件（例如 OCP/OVP）集成到软件中

7、低电压大电流

 通过 A/D 转换器实现模拟无法实现的高精度低电压设置

 SoC/FPGA 大电流、突变的高速响应

 智能化（通讯功能等）

 可任意设定的电源启动/关闭顺序

 运行状态日志存储

 通过外部命令设置电源状态

 与其他电源合作

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