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標簽 > 數(shù)字電源
數(shù)字電源主要是開關(guān)電源的外特性。一是指數(shù)字電源的“通信”功能,二是指數(shù)字電源的“數(shù)控”功能,三是指數(shù)字電源對溫度等參數(shù)監(jiān)測功能。
數(shù)字電源的關(guān)鍵是電源管理、控制信號的數(shù)字化處理,其基本要求是:在保障穩(wěn)定性的前提下,具有快速性、平穩(wěn)性和準確性。下面以負載點變換器(POL)為例說明數(shù)字電源控制功能的實現(xiàn)原理和方法。
負載點變換器(POL)通常用于將直流輸入電壓(一般為5V~12V)調(diào)節(jié)成適用于負載要求的直流輸出電壓(0.7V~3.3V)。例如,在典型的基于降壓(Buck)開關(guān)變換器的電路中,Buck變換器包含一個脈沖寬度調(diào)制(PWM)主控制芯片,一對主功率開關(guān)和一個由儲能電感和電容構(gòu)成的低通濾波器。在脈沖寬度調(diào)制控制芯片中,一個電阻分壓器對電源的輸出電壓進行采樣,誤差放大器將該輸出電壓與直流參考電壓進行比較從而產(chǎn)生電壓誤差信號,誤差信號是一個強度與所需的輸出電壓校正成正比的模擬信號。通過具有某種控制規(guī)律的誤差補償器(Compensator)進行放大后,其輸出進入脈寬調(diào)制器(PWM),經(jīng)過與載波(通常為鋸齒波或三角波)比較之后產(chǎn)生脈沖波,從而控制功率開關(guān)(通常為MOSFET)的導通與關(guān)斷。由于MOSFET具有較大的輸入門電容,因此驅(qū)動器電路有必要有效率地導通和關(guān)斷它們。另有固定電阻電容網(wǎng)絡(luò)一般會作為補償回路,以確保動態(tài)響應和穩(wěn)定性之間的正常平衡。
數(shù)字電源主要是開關(guān)電源的外特性。一是指數(shù)字電源的“通信”功能,二是指數(shù)字電源的“數(shù)控”功能,三是指數(shù)字電源對溫度等參數(shù)監(jiān)測功能。
數(shù)字電源的關(guān)鍵是電源管理、控制信號的數(shù)字化處理,其基本要求是:在保障穩(wěn)定性的前提下,具有快速性、平穩(wěn)性和準確性。下面以負載點變換器(POL)為例說明數(shù)字電源控制功能的實現(xiàn)原理和方法。
負載點變換器(POL)通常用于將直流輸入電壓(一般為5V~12V)調(diào)節(jié)成適用于負載要求的直流輸出電壓(0.7V~3.3V)。例如,在典型的基于降壓(Buck)開關(guān)變換器的電路中,Buck變換器包含一個脈沖寬度調(diào)制(PWM)主控制芯片,一對主功率開關(guān)和一個由儲能電感和電容構(gòu)成的低通濾波器。在脈沖寬度調(diào)制控制芯片中,一個電阻分壓器對電源的輸出電壓進行采樣,誤差放大器將該輸出電壓與直流參考電壓進行比較從而產(chǎn)生電壓誤差信號,誤差信號是一個強度與所需的輸出電壓校正成正比的模擬信號。通過具有某種控制規(guī)律的誤差補償器(Compensator)進行放大后,其輸出進入脈寬調(diào)制器(PWM),經(jīng)過與載波(通常為鋸齒波或三角波)比較之后產(chǎn)生脈沖波,從而控制功率開關(guān)(通常為MOSFET)的導通與關(guān)斷。由于MOSFET具有較大的輸入門電容,因此驅(qū)動器電路有必要有效率地導通和關(guān)斷它們。另有固定電阻電容網(wǎng)絡(luò)一般會作為補償回路,以確保動態(tài)響應和穩(wěn)定性之間的正常平衡。
電源的兩個其它主要部分是輸入和輸出濾波器網(wǎng)絡(luò)。這些部分由感應器、電容和電阻構(gòu)成,可以提供數(shù)種功能。輸入濾波器有助于保護電源不受電源電壓瞬態(tài)的影響,在動態(tài)負載變化過程中提供一些能量存儲,并附帶濾波器網(wǎng)絡(luò)以使電源滿足其輸入引起的發(fā)射規(guī)范。輸出濾波器穩(wěn)定輸出電壓以確保電源滿足其紋波和噪聲規(guī)范,此外還存儲能量以幫助維護負載電路的動態(tài)電流要求。重要的是,對于模擬或數(shù)字控制結(jié)構(gòu)而言,輸入和輸出濾波器以及電源器件將基本上保持相同。
在典型的數(shù)字電源控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,輸出電壓感應排列類似于模擬系統(tǒng)。但是,模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)代替了模擬系統(tǒng)的誤差放大器,從而將感應到的模擬電壓值轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。除了輸出電壓之外,了解電源的輸出電流和溫度等其它模擬參數(shù)也非常有用。雖然獨立的ADC可以感應每個參數(shù),但是采用單個ADC并在它前面加設(shè)一個多路復用路往往是更加常用的方法。多路復用器(MUX)則將在要測量的模擬輸入之間切換,并依次將每個輸入發(fā)送至ADC.
由于MUX和ADC的采樣速率是固定的,因此ADC對每個參數(shù)都輸出一系列數(shù)字,每個數(shù)字由己知的時間段分隔。這些值供給為系統(tǒng)提供處理能力的微控制器??ㄉ铣绦騼?nèi)存存儲著微控制器的控制算法,這些算法負責執(zhí)行一系列有關(guān)ADC的輸出值的計算。這些計算的結(jié)果包括誤差信號、想要的驅(qū)動器級脈寬、各種驅(qū)動器輸出的最佳延遲值以及回路補償?shù)葏?shù)。有了這些參數(shù),數(shù)字脈寬調(diào)制器(DPWM)就可以通過驅(qū)動后控制外接的功率MOSFET,而電源管理部分也可以通過一定的接口及協(xié)議與外界通信了。模擬系統(tǒng)的外部回路補償元件此時變得不再是必需的。輸出電壓、輸出電流和溫度限制等參數(shù)的參考值在生產(chǎn)期間被保存在非易失性內(nèi)存中,或者可以通過PMBus輸入。在系統(tǒng)啟動時,數(shù)據(jù)會由EEPROM下載到數(shù)據(jù)內(nèi)存中,主芯片據(jù)此控制模塊的工作狀態(tài)。同時,可以通過一定的外部操作來重新讀入EEPROM中的默認設(shè)置。
數(shù)字電路工作在開關(guān)狀態(tài),對電源電壓干擾嚴重,在復雜的電路中,數(shù)字電路與模擬電路采用不同的穩(wěn)壓電源,數(shù)字電路與模擬電路分開布線,最終一點共地。
關(guān)于數(shù)字電源SMBus、PMBus和AVSBus的數(shù)字通信協(xié)議
自適應電壓標度(AVS)是一種閉環(huán)動態(tài)功率最小化技術(shù)。AVS控制允許根據(jù)瞬時工作負載和單個IC參數(shù)的需要,連續(xù)調(diào)整提供給IC的電壓,自適應電壓縮放可使功...
Zynq器件XADC模塊包括2個12比特1 MIPS的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和相關(guān)的片上傳感器,模數(shù)轉(zhuǎn)換器能為系統(tǒng)應用提供通用目的的高精度的模擬接口,下圖是XADC...
dsPIC33EP GS系列是Microchip新一代16-bit高性能MCU
憑借這些特性及其整體的高性能,dsPIC33EP“GS”系列產(chǎn)品適用于廣泛的應用領(lǐng)域,涵蓋以下應用市場:電腦與電信(如AC / DC和DC/ DC電源)...
資深工程師關(guān)于數(shù)字電源轉(zhuǎn)換的方案介紹
模擬工程師以前在設(shè)計需要具有多路輸出、動態(tài)負載共享、熱插拔或廣泛故障處理能力的電源時,往往需要與復雜性抗爭。利用模擬電路來實現(xiàn)系統(tǒng)控制功能并非總是經(jīng)濟...
2013-07-22 標簽:開關(guān)電源PWM數(shù)字電源 1.4萬 3
電源管理總線(PMBus)數(shù)字電源開放標準協(xié)議
PMBus(電源管理總線)開放標準規(guī)范定義了一個用來控制功率轉(zhuǎn)換和管理器件的數(shù)字通信協(xié)議。在供電要求較復雜的系統(tǒng)中,通常使用多個DC/DC轉(zhuǎn)換器來產(chǎn)生不...
數(shù)字電源的發(fā)展趨勢,數(shù)字電源與模擬電源的性能比較及適用領(lǐng)域
目前盡管國外對數(shù)字電源的發(fā)展還有些爭議,但它畢竟代表了一項新技術(shù)。這如同20世紀70年代末穩(wěn)壓電源從線性電源改為開關(guān)電源時,曾遇到成本高、輸出噪音大等問...
使用PMBus指令與數(shù)字電源轉(zhuǎn)換器進行交互
數(shù)字電源轉(zhuǎn)換極大地降低了產(chǎn)品設(shè)計人員的設(shè)計風險,并增加了設(shè)計靈活性。 圖 1 顯示了數(shù)字電源轉(zhuǎn)換器的基本功能塊,有了這些功能塊就可以通過編輯參數(shù)來調(diào)節(jié)如...
2018-07-27 標簽:數(shù)字電源PMBusAC/DC轉(zhuǎn)換器 1.2萬 0
如何設(shè)計數(shù)字控制的LDO穩(wěn)壓器電路,以實現(xiàn)電壓和電流監(jiān)測
通過將VBUS引腳連接到LDO穩(wěn)壓器的輸出電壓正端,同時將GND引腳連接在一起,工程師可以使用數(shù)字電源監(jiān)測器實現(xiàn)簡單的電壓測量。但是為了測量LDO的輸出...
開關(guān)電源、模擬電源、數(shù)字電源三者的區(qū)別
模擬電源:即變壓器電源,通過鐵芯、線圈來實現(xiàn),線圈的匝數(shù)決定了兩端的電壓比,鐵芯的作用是傳遞變化磁場,(我國)主線圈在50HZ頻率下產(chǎn)生了變化的磁場,這...
為了通過PC記錄數(shù)據(jù)和控制電源,我做了一個java應用。這使我們可以通過GUI輕松控制電路板。與Arduino代碼一樣,我不會詳細介紹所有細節(jié),而是概述。
2019-09-05 標簽:數(shù)字電源 8531 0
針對數(shù)字電源應用開發(fā)dsPIC33EP芯片介紹
視頻簡介:本視頻介紹了Microchip 16位dsPIC33EP “GS”系列芯片,這是Microchip針對數(shù)字電源應用專門開發(fā)的DSP芯片。
意法半導體加大對STM32G4微控制器的開發(fā)力度,推出數(shù)字電源和電機控制新探索套件
中國,2019年9月12日——意法半導體加大對STM32G4微控制器的開發(fā)支持力度,推出數(shù)字電源和電機控制兩版探索套件,并在最新的STM32CubeG4...
由于電子系統(tǒng)變得越來越復雜——每個處理器需要多達 5 個電壓軌,而每個印刷電路板又具有多個處理器,因此電源復雜性增加了。諸如跟蹤、排序與邊際檢查以及電壓...
2014-09-05 標簽:電源管理數(shù)字電源數(shù)字電源控制器 7382 0
教你簡單區(qū)分模擬電源、開關(guān)電源、數(shù)字電源
在電源設(shè)計中我們?nèi)绾芜x擇電源模塊,那么選擇的前提是,我們得了解各種電源,了解各種電源的區(qū)別,那樣我們才可以正確的選擇電源模塊。
2012-11-15 標簽:開關(guān)電源數(shù)字電源模擬電源 6987 0
數(shù)字電源和模擬電源的區(qū)別 數(shù)字電源和模擬電源是電源技術(shù)中的兩種主要類型。它們雖然都是用來提供電力的,但是在原理、性能、應用等方面有著很大的不同。 首先,...
Microchip針對數(shù)字電源的參考設(shè)計介紹
視頻簡介:電源作為電控系統(tǒng)能量的來源,也跟大多數(shù)行業(yè)一樣,正往高密度、小體積、高能效、智能化及定制化趨勢發(fā)展。本視頻將向您介紹目前Microchip針對...
2019-03-06 標簽:轉(zhuǎn)換器microchip數(shù)字電源 5905 0
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