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標(biāo)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(duì)溫度等參數(shù)監(jiān)測(cè)功能。
數(shù)字電源的關(guān)鍵是電源管理、控制信號(hào)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(zhǔn)確性。下面以負(fù)載點(diǎn)變換器(POL)為例說明數(shù)字電源控制功能的實(shí)現(xiàn)原理和方法。
負(fù)載點(diǎn)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(fù)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(gè)脈沖寬度調(diào)制(PWM)主控制芯片,一對(duì)主功率開關(guān)和一個(gè)由儲(chǔ)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(gè)電阻分壓器對(duì)電源的輸出電壓進(jìn)行采樣,誤差放大器將該輸出電壓與直流參考電壓進(jìn)行比較從而產(chǎn)生電壓誤差信號(hào),誤差信號(hào)是一個(gè)強(qiáng)度與所需的輸出電壓校正成正比的模擬信號(hào)。通過具有某種控制規(guī)律的誤差補(bǔ)償器(Compensator)進(jìn)行放大后,其輸出進(jìn)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(dǎo)通與關(guān)斷。由于MOSFET具有較大的輸入門電容,因此驅(qū)動(dòng)器電路有必要有效率地導(dǎo)通和關(guān)斷它們。另有固定電阻電容網(wǎng)絡(luò)一般會(huì)作為補(bǔ)償回路,以確保動(dòng)態(tài)響應(yīng)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(duì)溫度等參數(shù)監(jiān)測(cè)功能。
數(shù)字電源的關(guān)鍵是電源管理、控制信號(hào)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(zhǔn)確性。下面以負(fù)載點(diǎn)變換器(POL)為例說明數(shù)字電源控制功能的實(shí)現(xiàn)原理和方法。
負(fù)載點(diǎn)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(fù)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(gè)脈沖寬度調(diào)制(PWM)主控制芯片,一對(duì)主功率開關(guān)和一個(gè)由儲(chǔ)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(gè)電阻分壓器對(duì)電源的輸出電壓進(jìn)行采樣,誤差放大器將該輸出電壓與直流參考電壓進(jìn)行比較從而產(chǎn)生電壓誤差信號(hào),誤差信號(hào)是一個(gè)強(qiáng)度與所需的輸出電壓校正成正比的模擬信號(hào)。通過具有某種控制規(guī)律的誤差補(bǔ)償器(Compensator)進(jìn)行放大后,其輸出進(jìn)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(dǎo)通與關(guān)斷。由于MOSFET具有較大的輸入門電容,因此驅(qū)動(dòng)器電路有必要有效率地導(dǎo)通和關(guān)斷它們。另有固定電阻電容網(wǎng)絡(luò)一般會(huì)作為補(bǔ)償回路,以確保動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性之間的正常平衡。
電源的兩個(gè)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(yīng)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(hù)電源不受電源電壓瞬態(tài)的影響,在動(dòng)態(tài)負(fù)載變化過程中提供一些能量存儲(chǔ),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(chǔ)能量以幫助維護(hù)負(fù)載電路的動(dòng)態(tài)電流要求。重要的是,對(duì)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(yīng)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(yīng)到的模擬電壓值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)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(dú)立的ADC可以感應(yīng)每個(gè)參數(shù),但是采用單個(gè)ADC并在它前面加設(shè)一個(gè)多路復(fù)用路往往是更加常用的方法。多路復(fù)用器(MUX)則將在要測(cè)量的模擬輸入之間切換,并依次將每個(gè)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(duì)每個(gè)參數(shù)都輸出一系列數(shù)字,每個(gè)數(shù)字由己知的時(shí)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(chǔ)著微控制器的控制算法,這些算法負(fù)責(zé)執(zhí)行一系列有關(guān)ADC的輸出值的計(jì)算。這些計(jì)算的結(jié)果包括誤差信號(hào)、想要的驅(qū)動(dòng)器級(jí)脈寬、各種驅(qū)動(dòng)器輸出的最佳延遲值以及回路補(bǔ)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(dòng)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(bǔ)償元件此時(shí)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(dòng)時(shí),數(shù)據(jù)會(huì)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(shí),可以通過一定的外部操作來重新讀入EEPROM中的默認(rèn)設(shè)置。
數(shù)字電路工作在開關(guān)狀態(tài),對(duì)電源電壓干擾嚴(yán)重,在復(fù)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(diǎn)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(yīng)電壓標(biāo)度(AVS)是一種閉環(huán)動(dòng)態(tài)功率最小化技術(shù)。AVS控制允許根據(jù)瞬時(shí)工作負(fù)載和單個(gè)IC參數(shù)的需要,連續(xù)調(diào)整提供給IC的電壓,自適應(yīng)電壓縮放可使功...
Zynq器件XADC模塊包括2個(gè)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(yīng)用提供通用目的的高精度的模擬接口,下圖是XADC...
為何拉電流和灌電流是衡量電路輸出驅(qū)動(dòng)能力
當(dāng)邏輯門輸出端是低電平時(shí),灌入邏輯門的電流稱為灌電流,灌電流越大,輸出端的低電平就越高。由三極管輸出特性曲線也可以看出,灌電流越大,飽和壓降越大,低電平越大。
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(yīng)用領(lǐng)域,涵蓋以下應(yīng)用市場(chǎng):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(jì)需要具有多路輸出、動(dòng)態(tài)負(fù)載共享、熱插拔或廣泛故障處理能力的電源時(shí),往往需要與復(fù)雜性抗?fàn)帯@媚M電路來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制功能并非總是經(jīng)濟(jì)...
2013-07-22 標(biāo)簽:開關(guān)電源PWM數(shù)字電源 1.5萬 3
電源管理總線(PMBus)數(shù)字電源開放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議
PMBus(電源管理總線)開放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范定義了一個(gè)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(fù)雜的系統(tǒng)中,通常使用多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器來產(chǎn)生不...
數(shù)字電源的發(fā)展趨勢(shì),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(guó)外對(duì)數(shù)字電源的發(fā)展還有些爭(zhēng)議,但它畢竟代表了一項(xiàng)新技術(shù)。這如同20世紀(jì)70年代末穩(wěn)壓電源從線性電源改為開關(guān)電源時(shí),曾遇到成本高、輸出噪音大等問...
2019-01-24 標(biāo)簽:驅(qū)動(dòng)器控制器數(shù)字電源 1.3萬 0
使用PMBus指令與數(shù)字電源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行交互
數(shù)字電源轉(zhuǎn)換極大地降低了產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn),并增加了設(shè)計(jì)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(biāo)簽:數(shù)字電源PMBusAC/DC轉(zhuǎn)換器 1.2萬 0
如何設(shè)計(jì)數(shù)字控制的LDO穩(wěn)壓器電路,以實(shí)現(xiàn)電壓和電流監(jiān)測(cè)
通過將VBUS引腳連接到LDO穩(wěn)壓器的輸出電壓正端,同時(shí)將GND引腳連接在一起,工程師可以使用數(shù)字電源監(jiān)測(cè)器實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的電壓測(cè)量。但是為了測(cè)量LDO的輸出...
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數(shù)字電源實(shí)戰(zhàn)系列:基于DSP的數(shù)字電源設(shè)計(jì)實(shí)例教程合輯
標(biāo)簽:dsp電源設(shè)計(jì)數(shù)字電源 14898 11
逆勢(shì)勇進(jìn),再啟新篇丨森木磊石順利完成B輪融資
瑞蛇賀歲啟“芯“程,瑞彩盈堂映錦途。2025年2月,森木磊石宣布完成B輪融資。本次融資由老股東英諾天使基金領(lǐng)投,達(dá)益能投資跟投,資金將用于進(jìn)一步加大研發(fā)...
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(shí)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(chǎng),(我國(guó))主線圈在50HZ頻率下產(chǎn)生了變化的磁場(chǎng),這...
為了通過PC記錄數(shù)據(jù)和控制電源,我做了一個(gè)java應(yīng)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(huì)詳細(xì)介紹所有細(xì)節(jié),而是概述。
2019-09-05 標(biāo)簽:數(shù)字電源 8613 0
針對(duì)數(shù)字電源應(yīng)用開發(fā)dsPIC33EP芯片介紹
視頻簡(jiǎn)介:本視頻介紹了Microchip 16位dsPIC33EP “GS”系列芯片,這是Microchip針對(duì)數(shù)字電源應(yīng)用專門開發(fā)的DSP芯片。
意法半導(dǎo)體加大對(duì)STM32G4微控制器的開發(fā)力度,推出數(shù)字電源和電機(jī)控制新探索套件
中國(guó),2019年9月12日——意法半導(dǎo)體加大對(duì)STM32G4微控制器的開發(fā)支持力度,推出數(shù)字電源和電機(jī)控制兩版探索套件,并在最新的STM32CubeG4...
2019-09-12 標(biāo)簽:微控制器意法半導(dǎo)體數(shù)字電源 8234 0
前面的課程中我們已經(jīng)對(duì)數(shù)字電源的控制核心與外圍電路進(jìn)行了介紹,有漏掉或忘記了的朋友可以查看前面幾期課程復(fù)習(xí)哈,接下來我們就要開始對(duì)數(shù)字電源中常用的拓?fù)潆?..
數(shù)字電源轉(zhuǎn)換為什么會(huì)“失寵”?
由于電子系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜——每個(gè)處理器需要多達(dá) 5 個(gè)電壓軌,而每個(gè)印刷電路板又具有多個(gè)處理器,因此電源復(fù)雜性增加了。諸如跟蹤、排序與邊際檢查以及電壓...
2014-09-05 標(biāo)簽:電源管理數(shù)字電源數(shù)字電源控制器 7414 0
教你簡(jiǎn)單區(qū)分模擬電源、開關(guān)電源、數(shù)字電源
在電源設(shè)計(jì)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(biāo)簽:開關(guān)電源數(shù)字電源模擬電源 7009 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(yīng)用等方面有著很大的不同。 首先,...
Microchip針對(duì)數(shù)字電源的參考設(shè)計(jì)介紹
視頻簡(jiǎn)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(shì)發(fā)展。本視頻將向您介紹目前Microchip針對(duì)...
2019-03-06 標(biāo)簽:轉(zhuǎn)換器microchip數(shù)字電源 6053 0
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