数字化电源控制

Digital PS Control电子资讯时报/2006 年/10 月/9 日/第 B07 版 器件应用技术

迈向数字化时代的电源控制
M.Zimnick
目前多数的电源控制都以模拟方式设计， 近年来越来越多的厂商开始在电源控制器中加入数 字控制架构。然而多数电源设计人员并未觉察到这个改变，主要原因是他们仍然可以用模拟方式 来设定控制元件的功能，栅极驱动预测(Predictive Gate Drive)或简单的电压过低锁定(UVLO)功 能就是在模拟式电源控制器中增加数字控制架构的绝佳范例， 这些范例证明了全数字化控制的出 现只是时间问题。 本文将探讨数学化电源控制带来的诸多优点， 同时介绍 TI 提供的 Fusion Digital Power 产品。 控制器迈向数字化的原因 模拟控制与数字控制的主要差异在于电源供应操作参数的格式。模拟器件通常包含比较器与 放大器， 让信号尽可能地保持在模拟状态， 并通过电阻和电容等元件来设定开关频率和软启动(soft start)时间等组态参数。相形之下，数字元件通常包含数据转换器和计时器，让信号能尽快转换为 数字量，组态参数的设定是利用数据存储器，它有可能是非挥发性(non-volatile)或挥发性存储器。 选择数字控制的理由 (1)弹性 “弹性”是让数字控制技术获得青睐的主要原因之一。通过数字控制，电源供应设计人员将 不再受制于控制元件内部以硬件线路实现的决策流程(decision tree)。举例来说，当电流过载时， 通常的操作是把电源转换器关机后再重新启动，没有其它选择的空间；电源设计人员若想改变预 设的处理方式就必需增加许多额外电路。一旦有了数字控制器，当电流过载出现时，电源设计人 员便可以选择要接受短时间负载过大所造成的电流过载现象，或立即关闭电源供应。设计人员可 以自由选择特定事件的最佳处理方式，使他们能够发挥出功能更先进的复杂算法。设计人员还能 利用