数字控制在电源应用中的特性和优势

　　传统开关电源（Switch Mode Power Supply,SMPS）控制通常使用纯模拟技术。低成本和高性能数字信号控制器（Digital Signal Controller, DSC）的出现开启了开关电源控制的全新境界，并且标志着电源产业正朝着数字革命的方向发展。

　　本文强调当前是电源应用采用数字技术、实现数字电源的最佳时机。Microchip 提供的AC-DC 参考设计就是展示数字控制技术优点的极佳实例。

　　本问通过在以下几个方面将数字电源与模拟电源进行定量比较以指出数字电源的优势所在：

　　比较模拟电源与数字电源的物料成本

　　控制先进拓扑结构的能力和数字控制的灵活性

　　在同样成本条件下，数字电源实现的附加价值数字电源节省成本。

　　图1 为两级模拟AC-DC 电源的高阶原理框图。

 

图 1: 两级模拟AC-DC 电源

　　图2 显示了数字AC-DC 电源的高阶框图。

 

图 2: 数字AC-DC 电源

　　模拟电源的主要组成包括：

　　功率链：半导体开关、电感、电容和功率变压器

　　驱动电路：栅极驱动以及支持电路

　　反馈电路：传感器、放大器和电阻网络

　　控制器：每个功率级专用控制器

　　后台管理电路：用于顺序控制、监控和通信的专用单片机以及支持电路

　　为便于比较，考虑选择一个两级式电源。前端转换器采用升压功率因数校正（Power Factor CorrecTIon,PFC）电路，而第二级是DC-DC 相移式全桥转换器。

　　模拟电源与数字电源的功率链部分、驱动电路和反馈电路保持一致。图2 分别展示了上述例子中所描述的数字电源。对于数字控制电源，专用模拟控制器和后台管理电路可合并采用一片dsPIC®DSC 来实现。