什么是数字电源

2022-05-22 浏览次数:271

一、什么是数字电源

目前,数字电源有多种定义。

● 定义一:通过数字接口控制的开关电源(它强调的是数字电源的“通信”功能)。

● 定义二:具有数字控制功能的开关电源(它强调的是数字电源的“数控”功能)。

● 定义三:具有数字监测功能的开关电源(它强调的是数字电源对温度等参数的“监测”功能)。

上述三种定义的共同特点是“模拟开关电源→改造升级”,所强调的是“电源控制”,其控制对象主要是开关电源的外特性

● 定义四:以数字信号处理器(DSP)或微控制器(MCU)为核心,将数字电源驱动器、PWM控制器等作为控制对象,能实现控制、管理和监测功能的电源产品。它是通过设定开关电源的内部参数来改变其外特性,并在“电源控制”的基础上增加了“电源管理”。所谓电源管理是指将电源有效地分配给系统的不同组件,较大限度地降低损耗。数字电源的管理(如电源排序)必须全部采用数字技术。

● TI公司定义:数字电源IC是数字控制的电源管理IC,它能提供配置、监视和监控功能,并能扩展到全回路控制。

目前,所谓的数字电源正是定义四所描述的,即通过一颗通用的数字信号控制器,完成传统模拟电源控制IC所具备的PWM、保护、环路补偿等功能,同时具备通信(I2C/CAN/串口等)监控功能。

很明显数字电源的数字信号控制器取代了模拟电源的控制芯片、环路补偿的运放及相关的阻容器件,软件处理的灵活性是传统模拟电源远不能比的,各种保护、非线性处理等,软件都可以来做,硬件电路剩下注功率电路、磁性器件、驱动电路、采样电路。

数字信号控制器的分类

主要分为两类:

1、通用数字信号控制器,即是一个运算能力较强的MCU,比如Ti的TMS320F2802x/03x系列,Microchip的dispic系列,freescal的DSP,freescal被收购后叫NXP,又推出了一些新的系列,Kinetis的针对数字电源的和电机控制的芯片,与之前freecal的DSP相比而言,外设一样,内核变为arm内核,st也有一些数字电源的通用控制器。业界用的多的是ti、microchip、freescal。 freescal的Kinetis芯片比Ti当前的2802x/03x,主频高功耗小,性能优异,但他们不怎么会推广,知道的人比较少。

2、**数字电源控制芯片,比如Ti的UCD系列,这个芯片是把环路固定在芯片内部由硬件实现环路,arm-cortex-M3内核,环路的参数可以更改,但环路的结构没法改,环路的数量也有限,相对于通用的DSP,缺点是不灵活,优点是环路控制频率可以做的很快,环路带宽可以做高,通用的DSP的环路是软件实现的,由于采样及控制频率的限制,环路带宽做不了太高;


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