时间,而要进行高精度的采样则需要更长的信号建立时间。采用新的技术大大降低了AD转换需要的时间,可以达到MHz级采样频率。高采样频率可以使DPWM的信号的更新速度达到几百纳秒一次,实现和模拟控制类似通过不断更新PWM信号来进行稳压。不需要像传统的ADC采样那样,在有限的采样频率内通过提高AD转换精度和PWM分辨率,降低开关频率来提高稳压精度。DPWM时钟由处理器系统时钟通过锁相逻辑环路(PLL)进行倍频后频率可以达到200MHz.通过这种分辨率高达5ns的DPWM控制信号,电源开关频率可以达到1MHz.数字补偿器为电源设计提供很大的灵活性,控制参数通过外部存储器的程序来设定,可以通过编程来改变控制策略,调试更方便。由于芯片是专门为电源设计开关,简化了结构,降低了成本。相信这种专门为电源设计开发的控制处理器将会得到广泛使用。
目前使用这种控制技术的芯片还比较少,Silicon Labs的Si8250就是其中一款[3].Si8250采用双处理器的方法,所有的通信和管理任务由系统管理处理器来完成,而控制处理器负责反馈的环路控制。系统控制环路由一个6位采样频率为10MHz的AD转换器,可以每隔100ns更新一次数字PWM输出信号,以达到更好的稳压效果。在而数字PID补偿器里面分别为P,I,D的系数KP,KI和KD提供寄存器,只要改变这些系数的值就可以改变PID控制策略。PID的值通过寄存器设定,习惯进行模拟控制芯片设计的工程师也容易掌握。提供六路相位不同的数字PWM输出,可以用比较简单的方法实现移相控制等多中控制方法。数字PWM的时钟频率在25MHz,50MHz和200MHz中选择,分辨率高达5ns.可以使开关频率达到100MHz.
5 结语
和模拟控制相比,数字控制有着明显的优势。但由于目前大部分数字芯片并不能完全满足开关电源的要求,而能达到要求的昂贵的DSP芯片又过于昂贵,所以数字控制技术在电源领域中的应用并不广泛。随着控制处理器技术的提出,用于电源控制的数字芯片的出现,数字控制技术在开关电源中必将得到更广泛的使用。
参考文献
[1] 也谈单片机控制的开关电源, 2005年10月
[2] "High-Frequency Digital PWM Controller IC for DC–DC Converters"Benjamin J. Patella, 438-445 IEEE, Jan. 2003
[3] 兼顾系统性能与应用弹性 单芯片数字PWM控制器崭露头角