數(shù)字電源UCD92xx 輸出電壓波形的優(yōu)化

圖3 所示的是時(shí)間軸展開后觀察到的輸出電壓波形。通過測(cè)量可知，每經(jīng)過100us 輸出電壓增加一次，增加的幅度大約為23mV，與理論計(jì)算值25mV 基本一致。

同時(shí)也可以觀察到，輸出電壓的每一次增加都是很快的完成，而不是緩慢增加。從功率級(jí)支路上分析，這是由于占空比快速增加造成。從控制級(jí)支路分析，則原因可以初步歸結(jié)為環(huán)路過快造成的。

圖 3：輸出電壓的步進(jìn)幅度

2 數(shù)字電源模擬前端及環(huán)路

數(shù)字電源控制環(huán)路包含了模擬前端，數(shù)字環(huán)路補(bǔ)償?shù)饶K，在配置環(huán)路時(shí)需要綜合考慮。其中，數(shù)字環(huán)路還包含非線性增益模塊，使能后可以有效提升整個(gè)電源的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。

2.1 數(shù)字電源模擬前端(AFE)

圖4 紅色框內(nèi)電路為數(shù)字電源模擬前端(Analog-Front End，AFE)的一部分，其增益可以設(shè)置為1,2,4,8 等四個(gè)不同的值。設(shè)置不同的增益，則ADC 的輸出精度也隨之不同，比如設(shè)置增益為4，則輸出精度為2mV;設(shè)置增益為1，則輸出精度為8mV。

在相同輸入誤差(VEAP-VEAN)的情況下，不同的AFE 增益值將直接影響環(huán)路指標(biāo)。其影響趨勢(shì)為，增益越大，環(huán)路帶寬越寬。

圖 4：數(shù)字電源的模擬前端

2.2 數(shù)字電源環(huán)路

圖5 所示的是數(shù)字電源的環(huán)路框圖。其中， 是誤差放大器的輸出，為數(shù)字信號(hào); 是環(huán)路的輸出，亦為數(shù)字信號(hào)，輸入到PWM模塊。 模塊是非線性增益模塊，可以使能或禁止，下一節(jié)會(huì)進(jìn)行詳細(xì)分析。a1, a2, b0, b1, b2 是環(huán)路補(bǔ)償?shù)南禂?shù)，允許用戶修改以適應(yīng)不同的功率級(jí)設(shè)計(jì)。需要說明的是，UCD92xx 內(nèi)部設(shè)計(jì)有2 套a1~b2 的參數(shù)，分別用于軟啟動(dòng)階段和正常運(yùn)行階段。

圖 5：數(shù)字電源環(huán)路框圖