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高頻開關(guān)電源數(shù)字控制的特點(diǎn)

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1047次  |  2020年05月18日  

隨著各種微處理器芯片(如數(shù)字信號處理器等)的工作速度的提高、運(yùn)算能力的增強(qiáng)、集成度的提高,以及成本的下降,使得開關(guān)電源的控制也可以通過微處理器用軟件來實(shí)現(xiàn)。與模擬電路相比較,數(shù)字化控制具有以下的優(yōu)點(diǎn):


(1)可以實(shí)現(xiàn)一些先進(jìn)的,但叉比較復(fù)雜的控制方法,而這些方法用模擬電路是不能或不容易實(shí)現(xiàn)的。


(2)外圍模擬器件數(shù)目很少,由于模擬器件的老化和溫度漂移等引起的控制性能變差的問題,可以得到有效的改善,可靠性大大地提高。


(3)控制算法通過軟件來實(shí)現(xiàn),可以防止模擬器件參數(shù)的離散性所引起的控制特性的不一致性。


(4)控制方法或參數(shù)的修改成本低、周期短。


(5)適應(yīng)于對電源模塊要求不斷提高的智能化要求,能使控制與監(jiān)控集成在一起,由一個芯片來完成。


數(shù)字控制的重要缺點(diǎn)是,控制算法的運(yùn)算速度受限于微處理器芯片的工作頻率和運(yùn)算能力,造成控制點(diǎn)在時間軸上的離散化,引入了純滯后環(huán)節(jié),有可能不能滿足頻帶要求較寬的系統(tǒng)控制要求;此外,關(guān)于小功率電源模塊而言,通用微處理器芯片的集成度還不能令人滿意。但這些問題都會隨著控制算法的改進(jìn)、微處理器芯片技術(shù)的進(jìn)步逐漸得到解決的。數(shù)字化的開關(guān)電源專用芯片也將會逐漸取代模擬芯片。


事實(shí)上,數(shù)字信號處理器(DigitalSignalprocessor,DSp)已經(jīng)在大功率電源轉(zhuǎn)換器中得到了廣泛應(yīng)用,如三相不間斷電源(UpS)等大功率電源等。一些電壓調(diào)節(jié)器模塊VRM的專用控制芯片等,也應(yīng)用了數(shù)字控制技術(shù)。


高頻轉(zhuǎn)換器的控制理論正在不斷地發(fā)展,控制策略和控制算法也日益復(fù)雜。除了傳統(tǒng)的pID等控制方法以外,一些非線性控制策略,如滑模控制(Slide一modeControl),無差迫控制(DeadbeatCONtrol)、相量控制(VectorControl)等,隨著DSp技術(shù)的發(fā)展,這些要高速數(shù)值處理的復(fù)雜控制方法和技術(shù)在高頻開關(guān)轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用正在戍為可能。


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