使用狀態機設計數字電源

數字電源可用于實現許多很有意思的功能。借助可編程調節環路，可在不同工作條件下獲得更佳的環路特性。電源與完整系統的數字連接可實現電壓和電流的精確監控。此外，數字電源還提供高靈活性。可以相當快的速度修改不同參數。這簡化了電路設計過程并加快了系統衍生產品的開發。

當然，許多電源專家仍然對采用數字電源有一些抗拒。電源設計人員通常不是經驗豐富的軟件工程師。但在數字電源項目中，通常會在開發團隊中增加一名軟件工程師。經驗表明，由電源專家和軟件專家共同開發電源可能會產生一些復雜問題。

這兩者之間的交流可能導致誤解，并最終導致項目延期。

圖形用戶界面(GUI)是這種困境的一種解決方案。因為GUI可簡化數字電源的編程。許多數字控制器IC供應商均提供GUI。通常，GUI的設計方式能夠使電源專家直觀地使用它們。圖1顯示了這樣的圖形用戶界面。您可用鼠標選擇電源的不同方面，在屏幕上的不同功能框圖中進行不同的設置。

圖1. 數字電源圖形用戶界面

許多不同的數字電源仍然具有明顯的缺點。圖形用戶界面通常會生成一個代碼，該代碼經過編譯后，將在微控制器的內核或DSP上運行。設計人員對生成的代碼的功能可靠性完全負責。可能會出現一些錯誤，這些錯誤需要在驗證過程中利用測試矢量找到。對于在圖形用戶界面中進行的所有小更改，都需要重復此驗證過程。

還有一種更方便的方式是選擇基于狀態機的數字電源控制器IC。例如，ADI公司的ADP1055就是這樣的器件。圖2顯示了該電路的框圖。數字邏輯系統的作用與狀態機相同。電源特性的更改可在圖形用戶界面中進行設置，如圖1所示。這些更改不會為微控制器產生新代碼，只會在狀態機中設置不同的寄存器狀態。正是由于這樣的過程，數字電源的功能仍然由數字電源控制器IC的數據手冊規定，沒有任何軟件或代碼需要驗證。

圖形用戶界面和狀態機的組合可簡化數字電源領域的首要步驟。此方法深受沒有專屬軟件工程師為電源管理專家提供支持的企業歡迎。而且，此方法在軟件代碼驗證過程極其繁瑣的領域也深受歡迎。此類領域的一個例子就是汽車行業。

現在，存在許多基于狀態機的電源控制器。圖2中的ADP1055設計用于不同拓撲結構的直流隔離電源。但是，它還可用于采用交錯技術的負載點(POL)應用中。

圖2. 基于狀態機的ADP1055框圖