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          淺析利用數(shù)字控制技術(shù)優(yōu)化電源系統(tǒng)設(shè)計

          作者: 時間:2012-04-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          對于混合信號內(nèi)核而言,增加片上“數(shù)字電源管理”功能極具吸引力,這種功能包含了監(jiān)視和控制電路,可與外部邏輯通信以促進電源管理機制。集成這種功能而額外增加的硅成本是可忽略的,但卻能極大地降低PCB占用面積要求,同時優(yōu)化電源轉(zhuǎn)換器內(nèi)核與其測量和控制子系統(tǒng)之間的耦合。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/230672.htm
          板級I/O系統(tǒng)選擇的是基于SMBus硬件的PMBus電源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),它的集成也很容易和便宜?,F(xiàn)在有多家硅供應(yīng)商提供的芯片包含了構(gòu)建數(shù)字電源轉(zhuǎn)換器必需的所有元件,并且外部元件數(shù)量極少。更少的元件有助于縮小數(shù)字轉(zhuǎn)換器體積、提高可靠性和降低成本——而且控制轉(zhuǎn)換器操作的數(shù)字值不會隨著時間或溫度發(fā)生漂移。

          數(shù)字轉(zhuǎn)換器的基本要求

          對任何數(shù)字電源轉(zhuǎn)換器的基本要求是必須至少要有最優(yōu)秀的實用模擬解決方案的效率,并且不犧牲任何電氣性能——包括穩(wěn)壓精度、瞬態(tài)響應(yīng)或輸出噪聲電平。事實上所有電源轉(zhuǎn)換器在輕負(fù)載時都具有最低的效率,而且大多數(shù)模擬DC/DC轉(zhuǎn)換器在達到輸出最大功率的15-20%時才開始趨于高效工作。

          一般來說,這種轉(zhuǎn)換器大約在最大負(fù)載的50-70%時取得最大效率,這正是它們的設(shè)計人員希望用戶使用的負(fù)載范圍。直到最近,這種特征工作范圍一直非常適合負(fù)載相對穩(wěn)定的大多數(shù)系統(tǒng),但今天越來越多的系統(tǒng)被設(shè)計為只要有可能就關(guān)閉盡可能多的功能以節(jié)省能耗。

          這種情況下要求更多的電源能夠在非常輕負(fù)載時就能高效工作,這時在可能根本不是很穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換器輸入電壓方面可能出現(xiàn)回跳或次生效應(yīng)。如圖2中的一對典型的四分之一磚塊中間總線DC/DC轉(zhuǎn)換器所示,設(shè)計良好的數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以從滿負(fù)載的約10%開始就能提供比模擬轉(zhuǎn)換器相同或更高的效率,然后直到100%負(fù)載都能保持性能優(yōu)勢,同時對不斷變化的輸入電壓提供出色的容差性能。



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