最完整的数字电源控制器Si8250..doc

数字电源控制器Si8250 开关电源的数字化发展很快，Silicon lab公司的Si8250即是一款优秀的数字电源控制器新品。我们先介绍Si8250的结构和功能，然后给出用Si8250设计开关电源的程序。 系统展示。 数字电源控制与传统模拟控制相比给系统提供了性能﹑成本﹑柔性等一系列优点。其性能提升使得通过完整的自适应的非线性的控制达到瞬态响应和转换效率的最佳化。外部功能可以进一步得到改善，减少外部元件数及其相关的空间和成本，在系统中可编程序，使系统设计更容易和快捷。 Si8250/1/2数字开关电源控制器寻址有很宽的范围，适应多种开关电路拓朴。该产品贡献于高速硬件控制，它工作在监视集成的闪存系统管理程序，可提供快速的控制响应，很容易用于廉价经济的硬件方案,并有灵活的可调整的解决方法。 Si8250数字开关电源适应多种开关电源电路拓朴。它既可以工作于隔离的DC/DC，也可以工作于非隔离的DC/DC系统中，诸如桥式拓朴，多相DC-DC的BUCK电路控制等。既可以用于初级侧，也可以工作于电源的二次侧,它能提供给系统必要的全部功能，包括模数转换，全数字电压或相角的调整，故障监视及恢复工作以及信号的通讯接口﹑临界控制﹑故障检测功能都在硬件之内。而且能独立工作，甚至在CPU被禁止时。 Si8250功能方框图如图1.1所示。一个一个的控制通路从VSENSE端展示出来，它通过一个10MHz的ADC环路滤波器以及6个D-PWM调制器控制，其ADC和环路滤波器一起产生可频率补偿的占空比项U(n)。它直接调制D-PWM硬件。系统管理程序提供的功能诸如系统起动，控制最佳化，故障检测和恢复，系统维护及通讯接口，软起动，关断管理等。还有其它一些可由用户定义的功能。 1.1 10MHz控制处理器ADC IC内的6位10MHz模数转换器(ADC)可使其在稳定状态供电工作，将电源的输出电压和基准电压之间的差值数字化后，用一个9位的电压基准的数模转换器(DAC)去校正，达到调节输出的目的。ADC有一个烧入的可编程的瞬态检测器，它在ADC输出突然异常时(跳出调整范围)调整LSB，以防止和限制周期振荡。 1.2 DSP滤波器发动机 数字信号处理(DSP)滤波器发动机由第一级PID（比例,积分,微分）滤波器和第二级低通滤波器组成。所有系数都可以动态调节，使系统的管理程序随负载的变化有最佳的环路响应。PID集成器有应对宽的输出逻辑，它可以在峰值限流时自动地使能。两个第二级低通滤波器可以用软件来选择，有两个极点的低通滤波器在10MHz之上有单开关周期的平稳模式SINC小数滤波器。它在一个等于fs/(2?小数抽样)的地方产生一个零点，小数比可选择放置零点在PWM频率处，给出最大的PWM频率的衰减。 1.3 六通道的D-PWM D-PWM是一个高度柔性的时基发生器。它支撑6个调制通道,可以固定或动态调整死区时间。PWM和相位调制都能支持，输出的时段是5ns。DPWM初始由系统管理处理，并能直接在硬件或系统管理程序中调制。一个调节和限制分系统使得系统管理程序的调节U(n)的上下限制给每个输出相成为可能。它还提供平均的系统管理处理加入时间偏置给U(n)，对每个时段做补偿以使整个系统的功率级的异常都得到补偿。 1.4 峰值电流限制比较器 逐个周期电流限制及过流保护由这个分系统提供，峰值电流限制比较器的输出在电感电流波形加到Ipk输入超出其设定值时即被赞同，调整前沿消隐，提供来应对失效触发，过流保护累积超出时，OCP中断工作。此时下面的限流周期中断等于设定的最大值。 1.5 自排序的12位ADC 其它系统参数(如输入电压等)用自排序12位200KSPS的ADC作数字化。此ADC有独立的结果寄存，它由调节限制，决定每个ADC输入的MUX通道。矢量中断在测量参数超出调节限制时产生，这种监视机理可以快速地响应系统故障条件，并使得很容易有效地中断驱动系统。 1.6 系统管理程序 Si8250/1/2器件采用Silicon-lab公司CIP-51的微控制器核心。CIP-51是一个与MCS-51完全兼容的结构设置。标准的803* / 805*集成和编译程序，可以使用已经开发的软件。CIP-51采用一个管道能实现比较大的集成结构，仅通过标准的8051即可实现。在标准的8051中，所有结构只是MUL和DIV用12或24系统时钟周期执行。通常有最大的系统时钟12~24MHz。对比一下，CIP-51的核心在一到两个周期中执行70%的指令，没有此结构的要用8个时钟周期。 CIP-51系统时钟运行在50MHz，它有峰值通过50MIPS，CIP-51有整个109个指令，下面表格列出其指令数。 Si8250/1/2还包含几个关键的增强CIP-51核心的技术，同时改善了性能，而且很