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。
中文名稱 | 數(shù)字電源 | 定義二 | 數(shù)字電源的"數(shù)控"功能 |
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定義一 | 數(shù)字電源的"通信"功能 | 定義三 | 數(shù)字電源對溫度等參數(shù)監(jiān)測功能 |
這是ST公司的TSM103/A,內(nèi)帶一個2.5V的高精度穩(wěn)壓基準。 不可用LM393改造: 1、其5/6腳可以工作到0V的低壓輸入,以實現(xiàn)電流過流檢測;而LM393不適合; 2、其內(nèi)部的2.5V的高精...
數(shù)字化電源的本質(zhì)在于電源對輸出電流/電壓的PWM調(diào)節(jié)是由數(shù)字芯片按照一定的它們最本質(zhì)的區(qū)別是。數(shù)字電源提供了智能化的適應(yīng)性與靈活性,具備直接監(jiān)控、
數(shù)字電源與模擬電源的區(qū)別主要集中在控制與通信部分。在簡單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場合,模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢,因為其應(yīng)用的針對性可以通過硬件固化來實現(xiàn),而在可控因素較多、實時反應(yīng)速度更快、需要多個模...
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開關(guān)電源模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)是大功率輸出、不間斷供電電源技術(shù)發(fā)展方向之一。本文提出了一種開關(guān)電源模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)的設(shè)計思路。
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第43卷第 11期 原 子 能 科 學(xué) 技 術(shù) Vol. 43, No. 11 2009年 11月 Atomic Ener gy Science and T echnology Nov. 2009 數(shù)字電源控制模塊的設(shè)計 龍鋒利 , 程 健 (中國科學(xué)院 高能物理研究所 , 北京 100049) 摘要 :為加速器高精度磁鐵穩(wěn)流電源設(shè)計了數(shù)字 電源控制模 塊 DP SCM, 以硬 開關(guān)拓 撲結(jié)構(gòu)的 磁鐵電 源 作為被控對象 ,實現(xiàn) 電源的全數(shù)字化控 制。 DPSCM 以現(xiàn) 場可編程門陣列 FPGA 為控制 部件 ,實現(xiàn)對高 精度 A DC和 DA C的控制 ,由數(shù)字調(diào)節(jié)器產(chǎn) 生高精度數(shù)字脈寬調(diào)制信號 ,并實現(xiàn)電源的邏輯控制 和聯(lián)鎖 保護功能。通過模擬負載測試了 DPSCM 的基本功能 , 并在數(shù)字電源樣機上測試了 DPSCM 長期運行的 可靠性及穩(wěn)定性 ,樣機電源連續(xù)運行 72 h, 電流穩(wěn)
從模擬電源轉(zhuǎn)到數(shù)字電源,開發(fā)人員會面臨諸多挑戰(zhàn),如響應(yīng)速度或帶寬、DSP或MCU的處理速度、ADC采樣延時、復(fù)雜拓撲支持、自適應(yīng)環(huán)路/斜坡/均流/溫度補償及復(fù)雜算法等,分分鐘為設(shè)計帶來不同挑戰(zhàn)。
數(shù)字電源市場發(fā)展趨勢
早在2012年的時候,根據(jù)半導(dǎo)體市場研究機構(gòu)IMS估計,全球數(shù)字電源市場將從2012年的27億美元增長到2018年的124億美元。服務(wù)器雖然是數(shù)字電源的最大市場,但增長最快的數(shù)字電源應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹枪I(yè)(如太陽能逆變器、LED照明、HID照明、電池充電器、投影儀和電焊機)及汽車(如LED和HID前照燈及DC/DC轉(zhuǎn)換器)。
時至今日,數(shù)字電源市場仍然是在目前電源管理產(chǎn)業(yè)中增長最快的領(lǐng)域之一,而應(yīng)用市場也對電源的高密度、小體積、高能效、智能化、定制化等提出了越來越高的要求,數(shù)字化電源已成趨勢。和傳統(tǒng)的模擬電源相比,數(shù)字電源在可控因素較多、實時反應(yīng)速度更快、需要多個模擬系統(tǒng)電源管理的、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中極具優(yōu)勢。為解決數(shù)字電源的設(shè)計難題,全球領(lǐng)先的整合單片機、混合信號、模擬器件和閃存專利解決方案供應(yīng)商Microchip推出專為數(shù)字電源優(yōu)化而生的dsPIC33EP GS系列解決方案。
專為數(shù)字電源優(yōu)化而生
Microchip dsPIC33EP GS系列產(chǎn)品具備卓越的性能,可在開關(guān)頻率更高的情況下實施更為復(fù)雜的非線性預(yù)測及自適應(yīng)控制算法。這些高級算法可令電源設(shè)計實現(xiàn)更佳的能效和電源規(guī)格。此外,更高的開關(guān)頻率使得設(shè)計人員能夠以更低的成本開發(fā)出密度更高、體積更小的電源產(chǎn)品。
產(chǎn)品框架圖
憑借這些特性及其整體的高性能,dsPIC33EP GS系列數(shù)字電源解決方案適用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,如電腦與電信(如AC/ DC和DC/ DC電源)、工業(yè)(如太陽能逆變器、LED照明、HID照明、電池充電器、投影儀和電焊機)及汽車(如LED和HID前照燈及DC/DC轉(zhuǎn)換器)等。
開發(fā)支持
對于電源設(shè)計人員來說,設(shè)計數(shù)字控制環(huán)是比較困難和繁瑣的一項工作內(nèi)容,需要熟悉定點運算、C/ASM語言、MIPS利用率、采樣頻率限值和外設(shè)工作原理等。
為解決上述困擾,Microchip提供了數(shù)字電源設(shè)計套件包括數(shù)字補償設(shè)計工具(DCDT),MPLAB代碼配置器(MCC),Microchip補償器庫和設(shè)計實例。這四個軟件包結(jié)合起來,可以為開發(fā)完整的數(shù)字電源設(shè)計提供工具和必要的指導(dǎo)。 一旦您的設(shè)計的初始仿真模型準備就緒,DCDT就可以用來分析設(shè)計和反饋傳遞函數(shù),并生成補償系數(shù)。設(shè)備初始化代碼可以在MCC的幫助下生成,最后的固件可以在代碼示例和MCC和DCDT生成的代碼的幫助下創(chuàng)建。
貝能國際除提供上述dsPIC33EPGS系列數(shù)字電源解決方案外,亦為開發(fā)人員提供Microchip MPLAB? 數(shù)字電源入門工具包(部件編號:DM330017-2)。該工具包支持dsPIC33EP GS 系列產(chǎn)品,可以幫助客戶探索全新dsPIC33EP GS 系列產(chǎn)品在熱門數(shù)字電源轉(zhuǎn)換拓撲結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
英飛凌提供各種擁有高效率的控制芯片,助力客戶以經(jīng)濟高效的方式實現(xiàn)滿足PFC規(guī)則以及超低待機功率等新要求的解決方案。XDPTMSMPS數(shù)字電源器件IDP2303和IDP2303A是面向集成驅(qū)動器和600V耗盡單元的高性能數(shù)字組合控制器,專為升壓PFC和半橋LLC等75W至300W的開關(guān)電源(SMPS)設(shè)計。
該器件用于多模式升壓PFC和半橋LLC的高性能數(shù)字組合控制器IDP2303(A)采用先進的控制算法,提供了多模式操作的升壓PFC,包括臨界導(dǎo)電模式(CrCM)、準諧振不連續(xù)模式(QR DCM)和主動突發(fā)模式。 它還為LLC啟動和壓控振蕩器(VCO)提供了可配置的非線性定時器控制振蕩器(TCO),用于LLC的正常工作。
此外,PFC和LLC之間的無縫通信確保了整個系統(tǒng)的最佳運行,從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性。 自適應(yīng)LLC突發(fā)模式可實現(xiàn)超低待機功耗、小輸出紋波/噪聲和出色的動態(tài)負載響應(yīng)。
關(guān)鍵特征及優(yōu)勢
高度集成,實現(xiàn)低BOM成本 待機消耗低,無需輔助電源供電 可配置、全面的保護功能IDP2303原理框圖
IDP2303A原理框圖
IDP2303 120W開關(guān)電源評估板
該評估板是一個120W數(shù)字PFC-LLC轉(zhuǎn)換器,具有85V到 265V交流輸入電壓和12V/24V兩路輸出。它由英飛凌第2代數(shù)字PFC-LLC組合控制器IDP2303控制。IDP2303是專為電視電源系統(tǒng)和其他一般SMPS應(yīng)用中使用的開關(guān)電源而設(shè)計的。
特征總結(jié)
集成啟動單元以降低待機功耗 支持多模式PFC操作以優(yōu)化效率曲線 具有軟啟動的同步PFC和LLC突發(fā)模式控制以防止噪聲 配置PFC和LLC操作的綜合參數(shù) PFC/LLC/IC溫度的可配置和綜合保護特性 IEC62668—1認證的有源X-CAP放電功能 靈活的IC參數(shù)設(shè)置與數(shù)字UART接口主要優(yōu)勢
不需要輔助電源 較少的外圍器件 系統(tǒng)原理圖和PCB布局的簡易設(shè)計 高系統(tǒng)可靠性 較短的開發(fā)周期和更高的設(shè)計和生產(chǎn)靈活性目標應(yīng)用
dsPIC33EP GS系列是Microchip新一代16-bit高性能MCU ,dsPIC33EP GS系列產(chǎn)品具備卓越的性能,可在開關(guān)頻率更高的情況下實施更為復(fù)雜的非線性預(yù)測及自適應(yīng)控制算法。這些高級算法可令電源設(shè)計實現(xiàn)更佳的能效和電源規(guī)格。
dsPIC33EP GS系列基于高的開關(guān)頻率使得設(shè)計人員能夠以更低的成本開發(fā)出密度更高、體積更小的電源產(chǎn)品。新推出的dsPIC33EP“GS”系列器件包含多種高級特性,比如對于高可用性或“永遠在工作”系統(tǒng)特別有用的即時更新閃存功能。即時更新功能可用于更改工作電源的固件,如主動補償計算代碼等,并同時保持連續(xù)的調(diào)節(jié)。
產(chǎn)品特性
采用業(yè)界最小的4 x 4 mm UQFN封裝,適用空間受限型設(shè)計 多達5個12位ADC(最多達22個ADC輸入) 提供16 Msps的總吞吐量和300納秒的ADC延遲 4個模擬比較器均配有12位DAC,用于精度要求更高的設(shè)計 減少所需外部元件數(shù)量,節(jié)省成本和電路板空間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(yīng)用領(lǐng)域,涵蓋以下應(yīng)用市場:電腦與電信(如AC / DC和DC/ DC電源)、工業(yè)(如太陽能逆變器、LED照明、HID照明、電池充電器、投影儀和電焊機)及汽車(如LED和HID前照燈及DC/DC轉(zhuǎn)換器)等等。
產(chǎn)品框架圖
高性能的外設(shè),保證了dsPIC33EP GS在設(shè)計數(shù)字電源補償器的高效。相比上一代DSC產(chǎn)品, dsPIC33EP GS器件在應(yīng)用于三極點三零點補償器時其延遲可縮短一半時間,而且在任何應(yīng)用中均可節(jié)省多達80%的能耗。
貝能國際力推dsPIC33EP GS系列數(shù)字電源解決方案,并提供數(shù)字電源補償器參考設(shè)計。
數(shù)字補償器設(shè)計步驟及流程
確定受控對象傳遞函數(shù)的極點/零點(p/z) 確定采樣頻率和期望性能(BW和GM/PM) 選擇合適的補償器(即II型與III型)并確定系統(tǒng)傳遞函數(shù) 確定補償器p/z位置 使用雙線性變換(Bilinear)或歐拉變換(Euler Transformation)將模擬補償器傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字等效函數(shù) 采取逆z變換推導(dǎo)出線性差分方程(LDE) 為了在CPU中進行定點運算,將系數(shù)歸一化 用軟件編寫LDE(補償器)程序 包括后處理歸一化、箝位和觸發(fā)更新Microchip MPLAB? 數(shù)字電源入門工具包(部件編號:DM330017-2)支持dsPIC33EP GS 系列產(chǎn)品,以幫助客戶探索全新dsPIC33EP GS 系列產(chǎn)品在熱門數(shù)字電源轉(zhuǎn)換拓撲結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
對于電源設(shè)計人員來說,設(shè)計數(shù)字控制環(huán)會非常困難和繁瑣,需要熟悉定點運算、C/ASM語言、MIPS利用率、采樣頻率限值和外設(shè)工作原理等。
為解決上述困擾,Microchip提供了數(shù)字電源設(shè)計套件包括數(shù)字補償設(shè)計工具(DCDT),MPLAB代碼配置器(MCC),Microchip補償器庫和設(shè)計實例。這四個軟件包結(jié)合起來,可以為開發(fā)完整的數(shù)字電源設(shè)計提供工具和必要的指導(dǎo)。 一旦您的設(shè)計的初始仿真模型準備就緒,DCDT就可以用來分析設(shè)計和反饋傳遞函數(shù),并生成補償系數(shù)。設(shè)備初始化代碼可以在MCC的幫助下生成,最后的固件可以在代碼示例和MCC和DCDT生成的代碼的幫助下創(chuàng)建。
數(shù)字補償器設(shè)計工具(DCDT)通過簡化確定數(shù)字補償器系數(shù)和分析控制系統(tǒng)性能的整個過程來幫助電源設(shè)計人員。DCDT包含所有反饋收益和延遲,以提供最精確的控制系統(tǒng)模型。在分析通過波特圖的閉環(huán)性能的同時,用戶可以通過使用DCDT的根軌跡和奈奎斯特圖來驗證穩(wěn)定性。一旦獲得所需的性能,DCDT將自動計算補償器系數(shù)和縮放參數(shù),并生成軟件文件以與免費的SMPS控制軟件庫一起使用。
DCDT目前允許用戶開發(fā)電壓模式控制和峰值電流模式控制應(yīng)用,并支持平均電流模式控制。取決于控制方案,可能需要不同的補償器。 DCDT支持多種不同的補償器類型,如數(shù)字3P3Z、數(shù)字2P2Z、數(shù)字PID和模擬II / III。模擬II / III型補償器允許模擬設(shè)計人員通過無源R / C組件或輸入極點/零點頻率將其現(xiàn)有的模擬補償器設(shè)計輸入到工具中。該工具將生成等效的數(shù)字補償器,從而簡化從模擬到數(shù)字補償器設(shè)計的過渡。
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