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[導(dǎo)讀]DC-DC轉(zhuǎn)換器通過反饋控制系統(tǒng),將不斷變化的輸入電壓轉(zhuǎn)換為(通常)固定的輸出電壓。反饋控制系統(tǒng)應(yīng)盡量保持穩(wěn)定,以避免出現(xiàn)振蕩,或者發(fā)生最糟糕的情況:輸出未經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓。控制系統(tǒng)的速度應(yīng)盡可能快,以響應(yīng)動(dòng)態(tài)變化,例如快速輸入電壓變化或輸出端的負(fù)載瞬態(tài),并最大程度地減少調(diào)節(jié)后的輸出電壓偏差。

如何避免最糟糕的情況發(fā)生?當(dāng)然是盡快改善動(dòng)態(tài)環(huán)路響應(yīng)啦~

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DC-DC轉(zhuǎn)換器通過反饋控制系統(tǒng),將不斷變化的輸入電壓轉(zhuǎn)換為(通常)固定的輸出電壓。反饋控制系統(tǒng)應(yīng)盡量保持穩(wěn)定,以避免出現(xiàn)振蕩,或者發(fā)生最糟糕的情況:輸出未經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓??刂葡到y(tǒng)的速度應(yīng)盡可能快,以響應(yīng)動(dòng)態(tài)變化,例如快速輸入電壓變化或輸出端的負(fù)載瞬態(tài),并最大程度地減少調(diào)節(jié)后的輸出電壓偏差。為了表示控制環(huán)路的行為,可以使用典型的Bode圖來顯示環(huán)路的相移和增益隨頻率的變化。此控制環(huán)路可以通過模擬或數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)。


有些數(shù)字電源提供控制環(huán)路優(yōu)化,可以極快地對(duì)動(dòng)態(tài)影響做出響應(yīng)。圖1為 ADP1055 控制器IC的電路示例,該電路具有數(shù)字控制環(huán)路優(yōu)化功能。數(shù)字控制器為設(shè)計(jì)人員提供諸多控制功能,有些甚至在運(yùn)行期間也可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。圖2展示了可通過ADP1055評(píng)估軟件控制的各種ADP1055功能。


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圖1. ADP1055數(shù)字開關(guān)穩(wěn)壓器的全橋應(yīng)用。


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圖2. 數(shù)字電源使得設(shè)計(jì)人員能夠通過圖形用戶界面,輕松管理電源參數(shù)。


非線性增益/響應(yīng)函數(shù)提供了一項(xiàng)與控制環(huán)路相關(guān)的極為有趣的設(shè)置選項(xiàng),該設(shè)置通過濾波器按鈕訪問。非線性增益/響應(yīng) 支持對(duì)控制環(huán)路實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài),例如,在負(fù)載瞬變之后立即進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。電源在經(jīng)歷很大的負(fù)載瞬變之后,其輸出電壓通常 在理想的整流電壓值上下浮動(dòng)。在僅采用模擬器件的控制環(huán)路中,選擇控制環(huán)路和電源功率級(jí)器件,可以最大程度降低電壓在大部分可預(yù)期情況下的浮動(dòng)。數(shù)字可調(diào)控制環(huán)路(例如ADP1055中的一個(gè)特征)的優(yōu)勢在于:可以即使調(diào)整環(huán)路的響應(yīng),以在差異甚大的各種情形下實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。


圖3顯示了控制此功能的界面。圖中用藍(lán)色曲線表示輸出電壓在經(jīng)歷由高至低的負(fù)載瞬變后的典型行為。可以看出,穩(wěn)壓器輸出端的電壓響應(yīng)通常會(huì)出現(xiàn)過沖。當(dāng)輸出電壓超過某些閾值時(shí),可以通過簡單增加控制環(huán)路增益來最大程度減小過沖。


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圖3. 根據(jù)輸出電壓狀態(tài)設(shè)置控制環(huán)路增益。


在圖3的示例中,設(shè)置的標(biāo)稱輸出電壓為12 V。可調(diào)控制環(huán)路增益可以設(shè)置為多個(gè)值,具體由輸出電壓決定。例如,如果因?yàn)?誤差放大器的增益增加,使得電壓升高至12.12 V以上,則可以在對(duì)應(yīng)的下拉菜單中設(shè)置控制環(huán)路。還有三個(gè)其他的電壓閾值高 于12.12 V,可以使用獨(dú)立的增益設(shè)置。注意,這些增益設(shè)置與在設(shè)計(jì)穩(wěn)壓環(huán)路時(shí)設(shè)置的極點(diǎn)和零點(diǎn)完全無關(guān)。


通過可調(diào)、基于電壓的增益設(shè)置可以查找更快響應(yīng)電壓過沖的控制環(huán)路設(shè)置,由此優(yōu)化輸出電壓反饋控制的質(zhì)量。注意,正常工作時(shí),經(jīng)優(yōu)化的控制環(huán)路特性不會(huì)受到影響??梢允褂脭?shù)字控制器(例如ADP1055)在特定條件下(例如在經(jīng)歷負(fù)載瞬變之后)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制環(huán)路,但采用傳統(tǒng)的模擬控制環(huán)路時(shí)則很難實(shí)現(xiàn)。




ADP1055

  • 工作溫度范圍為?40 °C至+125 °C,125 °C時(shí)的EEPROM數(shù)據(jù)保持期限為15年
  • 兼容PMBus修訂版1.2
  • 帶命令屏蔽的32位密碼保護(hù)
  • 64個(gè)地址選擇(16個(gè)基址,可擴(kuò)展至64個(gè))
  • 6個(gè)PWM控制信號(hào),625 ps分辨率
  • 占空比雙倍更新速率
  • 數(shù)字控制環(huán)路(PID + 額外極點(diǎn)或零點(diǎn)可配置能力)
  • 可編程環(huán)路濾波器(CCM、DCM、低溫/正常溫度)
  • 頻率同步
  • 軟啟動(dòng)和軟停止功能
  • 平均和峰值恒流模式
  • 外部PN結(jié)溫檢測
  • 4個(gè)GPIO(2個(gè)GPIO可配置為有源箝位PWM)
  • 快速線路電壓前饋
  • 用于優(yōu)化效率的自適應(yīng)停滯時(shí)間補(bǔ)償
  • 擴(kuò)展黑盒數(shù)據(jù)錄制能力以記錄故障


原文轉(zhuǎn)自亞德諾半導(dǎo)體


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關(guān)于世健

亞太區(qū)領(lǐng)先的元器件授權(quán)代理商


世健(Excelpoint)是完整解決方案的供應(yīng)商,為亞洲電子廠商包括原設(shè)備生產(chǎn)商(OEM)、原設(shè)計(jì)生產(chǎn)商(ODM)和電子制造服務(wù)提供商(EMS)提供優(yōu)質(zhì)的元器件、工程設(shè)計(jì)及供應(yīng)鏈管理服務(wù)。


世健是新加坡主板上市公司,擁有超過30年歷史。世健中國區(qū)總部設(shè)于香港,目前在中國擁有十多家分公司和辦事處,遍及中國主要大中型城市。憑借專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)、頂尖的現(xiàn)場應(yīng)用支持以及豐富的市場經(jīng)驗(yàn),世健在中國業(yè)內(nèi)享有領(lǐng)先地位。



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