电感在电路中的作用详解
C精度和采样率的交互作用再加上DPWM开关速率,使事情变得有些复杂。
例如,DPWM必须具有比ADC更高的精度。否则,ADC输出的1-LSB变化就可能导致DPWM使输出电压变化大于1-LSB。其结果是,输出电压就稳定地在两个数值之间转换,这个状态被称之为“限制性循环”。
不过,避免循环也不是轻而易举的。这是因为要提供DPWM更高的精度就意味着必须提高其脉冲速率(脉冲速率决定了在任一给定时间段能够产生多少比特)。然而,DPWM脉冲速率限制了它对所有来自控制器的比特进行压缩的时间。Artesyn白皮书中的例子介绍了一个假设的具有1MHz开关速率和10位ADC的DPWM。计算显示,调制器要求超过1 GHz的脉冲速率。
当然,如此的高速度是不切实际的,因此数字控制器的设计者必须找到另一种替代解决方案。一种方案是引入一些DPWM时钟抖动。稳压器输出过滤器对馈入的任一脉冲串进行平均,这使对每个mth输出脉冲的宽度进行相当于1 LSB的调整成为可能。
这将脉冲串的平均值增加或降低了1 LSB精度的1/m倍。如果在控制器输入端的1-LSB使输出脉冲串平均变化10mV,这将使每四个脉冲缩短相应于10 mV的时间,那么通过滤波器的平均输出电压将降低 10mV/4或2.5mV。
替代解决方法
尽管几乎所有数字控制器采用ADC和程序存储控制器,但这并不是唯一可能的解决方案。去年,Zilker Labs注意到,达到最新Pentium级处理器所要求的阶跃响应(每毫微秒数百安),要求在控制器中采用相当快同时对功率消耗量大的DSP。
作为一种较低功耗的替代方案,该公司推出了一款基于比较器(而不是ADC)和状态机(而不是程序存储解决方案)的控制器。
此外,前述简单的降压型或升压型拓朴也不是实现数字稳压的唯一途径。Vicor提出了一种完全不同的解决方案,它基于比前述简单的降压型或升压型拓朴要复杂得多的稳压器拓朴,并重新分配了电源架构中的各个基本元素。
最后,数字控制曾是一项突破性技术,但如今数字控制的诸多好处也已出现在模拟控制稳压器中。
固有180°相移、放大器和其它有源元件的附加延迟、以及由电容和电感(特别是输出滤波器的大电容)引入的延迟。
稳定回路要求对一定频率范围内的增益变化和相移进行补偿。传统上,采用模拟PWM来稳定电源通常需要采用经验方法:你在一块与生产型电路板相同布局的实际电路板上,实验各种无源器件的不同组合,并观察在电源电压和负载需求变化时的电路时间域响应。最近,事情已变得很简单。因为现在模拟控制器公司在其自己的型号产品上实现了首先在数字控制器上引入的各种“在寄存器中插入一个值”的功能。
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