数字功率控制的必威体育精装版进展.docx

数字功率控制的必威体育精装版进展摘要---本文介绍了数字化DC / DC开关变换器控制的必威体育精装版进展。eADC,数字补偿器以及DPWM这三个主要模块出现在几乎所有的电子控制器中。本文分别介绍了这些模块的结构和使用方法。对于改善了转换器的性能补偿器设计和一些非线性控制技术也进行了讨论。最后提供实验和仿真结果来验证设计的科学性。简介开关转换器能应用于在各种各样的领域，小则应用在芯片电源管理大则用于数百兆瓦的电力系统控制。所有这些用途需要高效和有效的静态和动态功率调节宽范围内的操作条件。一个模拟或数字控制器关闭反馈回路切换转换器和周围积极控制开启/关闭状态的功率半导体器件设备实现的输入或输出监管。在过去的几十年里,在形式的数字控制器数字信号处理器(dsp),微控制器,字段可编程门阵列(fpga)已经看到广泛的应用，也广泛用在在电机驱动控制和高电压和高当前电力电子。在这些应用程序的控制算法通常是复杂的,而半导体设备的操作在相对较低的开关频率,例如,在数万kHz。这篇文章专注于数字化控制开关电源的必威体育精装版进展,这是因为主要的电力电子应用模拟控制器还占上风。今天的开关电源(smp)控制器必须满足紧急需求动态性能和效率。数字平台提供解决方案结合可编程性、可靠性和有能力实现复杂的控制方案。然而,以前的dsp、fpga、微控制器无法提供效率高、低成本,紧绷动态性能要求等应用负载(POL)转换器和便携式低功率转换器。CMOS集成电路技术的飞速发展使得高性能和实用性且具有成本效益的低功耗smp控制器。图1显示了一个方块图一个先进的数字控制器来关闭这个反馈周围一个smp。这样一个控制器通常包括一个标准通信块;通用adc;数字IOs; 内存;和一个简单的处理单元(微处理器) 处理编程、通讯、诊断、权力管理,等等。在以下部分中,我们将重点关注四个特定的代码块,使数字控制器来实现高性能监管要求的一个smp:模数转换器(ADC),在数模转换转换器(DAC)、数字补偿器或过滤器, 数字脉宽调制器(DPWM)。图1数字控制转换器数字控制模块　图1中的控制器由几独立模块。通信接口模块用于与外部设备通信。这一块能编程和配置控制器。常见的通信模块包括PMBUS,UART、SPI。中央处理单元,要么是一个微控制器或DSP,提供电源管理、重组和编程数字控制器。内存模块中包含动荡和可能的非易失性内存使用对编程和参数存储。通用模数转换器和数字IOs支持参数化测量、故障处理、控制、同步等。　这四个模块通常关闭反馈和调节电压、电流的开关转换器由一个数模转换器,一所叫一个非完美ADC模数转换器(eADC),一个数字滤波或补偿器(Gc(z)),和一个高分辨率数字脉宽调制器(DPWM)。　一个开关数字控制器比较输出电压vout(或其范围内的值)有一个内部参考vref, 使用一个可编程的DAC产生。eADC数字化的由此产生的误差电压e(t)。数字化误差信号e[n]. 的输入数字滤波Gc(z)产生周期d。最后,高分辨率DPWM生成切换信号c1到cn使用周期d。模数转换器(eADC)数字控制器采用类比数位转换器接口与外部的模拟信号。adc或adc型。一个绝对的范围ADC通常覆盖从最低电压(或接地)的最大电压。一个绝对的ADC使测量,提供有关的信息整个范围的一个输入模拟信号。对于控制的目的, 通常在一个小范围的信息的稳定状态反馈信号的运行点是必需的。一个ADC可以提供此信息。例子中在一个切换转换器与Vout = 12 V,eADC可能只数字化范围在10.5和13.5之间的eADC括号参考信号vref。一个所使用较少的ADC比特实现相同的解析,如ADC。然而,一个eADC当输入信号举措它的窗户外,导致有效的涨幅ADC减少。绝对ADC已经申请测量图2一个eADC框图加上vref DAC先进的数字控制器的开关电源通常包括一个eADC与可编程的决议。该系统在图2中使用一个放大器可编程收益的1、2、4、8。不同的ADC结构可以用来设计一个eADC。常用的技巧包括闪存,管道,ΔΣ,和延迟线。数字化控制开关电源转换器通常需要一个eADC分辨率比0.5%。对于示例中,应用程序通常需要eADC载入点决议1至5的mV。eADC要求的范围内的取决于它的应用程序。大多数应用程序需要一种电源最低范围的+ / - 5%的稳态输出电压。例如,一个应用程序可以使用一个范围的+ / - 0.05 V + / - 0.25 V。　　2.B数模转换器(DAC参考)调节到一个理想的水平反馈信号需要一个精确的Vref参考电压。图1所示,参考电压Vref对比电压产生误差的信号。数字控制器可能使用外部和内部参考电压。在任何参考电压必须可编程。这个引用应该有一个宽容的比0.5到1%。对于一个内部Vref,一个数模转换器提供可编程参考电压。2.C DPWM数字