基于數字化控制的開關電源的研究

基于單片機的數字電源這種方法，雖然控制電路比較復雜，并且存在一定的延時，對電源的動態性能和穩壓精度有一定影響，但由于該方法對于單片機的要求不高，成本也比較低，設計方法容易掌握，因此可以在穩壓精度和動態性能要求并不是很高的場合下使用。

2．2基于數字信號處理控制的開關電源

利用高性能的DSP數字芯片對電源實現直接控制，可以簡化控制電路的設計，再加上這些芯片有比較高的采樣速度（TMS320LF2407內部的10、位A／D轉換器完成一次A／D轉換只需500ns）和運算速度，可以快速有效地實現各種復雜的控制算法I。基于DSP控制的開關電源原理結構如圖3。

其中：DSP采用目前流行的TMS320LF2407，主要進行數字PID計算；復雜可編程邏輯器件CPLD根據DSP計算的結果生成數字PWM波形控制主功率變換器，這樣避免了模擬PWM控制器中的雙脈沖現象和半頻現象，實現了PWM控制的完全數字化；AID轉換電路用作電壓、電流、溫度等數據的采集，芯片可采用TLC5540芯片，也可采用TLC2543芯片，通過此AID轉換電路采集的電壓等信號，經數據總線低八位進入DSP，與標準正弦波信號進行比較，當檢測到輸出電壓幅度高于標準正弦波信號時，按比例降低占空比，從而實現對開關電源輸出正弦波和幅度的調DSP通過接口電路還可以擴展LCD、鍵盤進行人機交換以及通過串口RS-485或RS一232進行數據的通信等。

這種基于信號處理數字的開關電源，雖然DSP芯片結構復雜，成本比較高，而且DSP控制技術相對較難掌握，但由于芯片具有較高的采樣速度和運算速度，可以快速有效地實現各種復雜的控制算法，實現對電源的有效控制，有較高的動態性能和穩壓精度，因此，這種方式將會在今后開關電源的數字控制技術中發揮重要作用。

3 結束語

開關電源采用全數字化控制技術，可以有效地縮小電源體積，降低成本，大大提高了設備的可靠性和對用戶的適應性，是今后開關電源發展的一種趨勢。目前，在通信領域已經得到了較好地應用。該文給出的基于數字控制技術開關電源的兩種方案，適用于不同的環境，我們可以根據采樣速度、運算速度和控制算法復雜度等因素選擇不同的方案。