淺析利用數(shù)字控制技術(shù)優(yōu)化電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)字轉(zhuǎn)換器的基本要求

對(duì)任何數(shù)字電源轉(zhuǎn)換器的基本要求是必須至少要有最優(yōu)秀的實(shí)用模擬解決方案的效率，并且不犧牲任何電氣性能——包括穩(wěn)壓精度、瞬態(tài)響應(yīng)或輸出噪聲電平。事實(shí)上所有電源轉(zhuǎn)換器在輕負(fù)載時(shí)都具有最低的效率，而且大多數(shù)模擬DC/DC轉(zhuǎn)換器在達(dá)到輸出最大功率的15－20%時(shí)才開(kāi)始趨于高效工作。

一般來(lái)說(shuō)，這種轉(zhuǎn)換器大約在最大負(fù)載的50－70%時(shí)取得最大效率，這正是它們的設(shè)計(jì)人員希望用戶使用的負(fù)載范圍。直到最近，這種特征工作范圍一直非常適合負(fù)載相對(duì)穩(wěn)定的大多數(shù)系統(tǒng)，但今天越來(lái)越多的系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為只要有可能就關(guān)閉盡可能多的功能以節(jié)省能耗。

這種情況下要求更多的電源能夠在非常輕負(fù)載時(shí)就能高效工作，這時(shí)在可能根本不是很穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換器輸入電壓方面可能出現(xiàn)回跳或次生效應(yīng)。如圖2中的一對(duì)典型的四分之一磚塊中間總線DC/DC轉(zhuǎn)換器所示，設(shè)計(jì)良好的數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以從滿負(fù)載的約10%開(kāi)始就能提供比模擬轉(zhuǎn)換器相同或更高的效率，然后直到100%負(fù)載都能保持性能優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)不斷變化的輸入電壓提供出色的容差性能。