善用微處理器簡(jiǎn)化電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)

電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)人員經(jīng)常面對(duì)種種相互沖突的要求。一方面要縮小體積、降低成本，另一方面又要提供更多功能并提高輸出功率。受原理上的限制，模擬電源供應(yīng)控制器本身的功能有限，而模擬電源控制器的設(shè)計(jì)更是越來越復(fù)雜。由于這個(gè)原因，有些設(shè)計(jì)人員轉(zhuǎn)向了純數(shù)字電源設(shè)計(jì)。然而，對(duì)于許多設(shè)計(jì)人員來說，如此快速地轉(zhuǎn)換到陌生的領(lǐng)域并不容易。比較可行的折衷方法是采用傳統(tǒng)模擬電源供應(yīng)器，但增加數(shù)位微處理器做為前端。

這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于電源本身的控制仍然使用模擬技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。因此電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)人員不需要從頭重新開始數(shù)字設(shè)計(jì)，就可以為現(xiàn)有設(shè)計(jì)增加新的功能。裼謎庵址椒ǎ設(shè)計(jì)中仍然使用熟悉的誤差放大器、電流檢測(cè)以及電壓檢測(cè)電路。當(dāng)然，盡管有些設(shè)計(jì)單元（如補(bǔ)償網(wǎng)路）仍然采用分離元件，但其余部分則由微處理器來控制。控制與監(jiān)測(cè)
微處理器能夠帶來的功能可分為四類：控制、監(jiān)測(cè)、判斷性功能及通信。下面我們將詳細(xì)討論這幾類功能。

第一類控制功能與微處理器和電源之間的硬件介面有關(guān)。在模擬設(shè)計(jì)中，非常重要的是要為連接微處理器保留介面。有些電源控制器在內(nèi)部產(chǎn)生控制信號(hào)（如參考電壓），這樣的控制器為微處理器提供的外部連接點(diǎn)很少。然而，像Microchip的 MCP1630電源控制器，在設(shè)計(jì)上就為微處理器提供了充足的連接點(diǎn)。就本文來說，我們假定電源控制器提供兩個(gè)控制點(diǎn)——關(guān)斷輸入以及設(shè)置參考電壓的能力，如圖1所示。盡管這樣兩個(gè)連接點(diǎn)看起來并不多，但已經(jīng)能夠提供功能非常強(qiáng)大的控制和復(fù)雜能力。
　

圖1：電源控制器提供關(guān)斷輸入及設(shè)置參考電壓的能力

目前，微處理器在許多電源設(shè)計(jì)中的作用主要是監(jiān)測(cè)。許多微處理器都有搭載模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）和模擬比較器。因此，微處理器在監(jiān)測(cè)輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電壓和溫度等信號(hào)方面是理想選擇。

微處理器能夠監(jiān)測(cè)范圍如此廣泛的信號(hào)，就可以完成更多功能，如智能故障檢測(cè)。微處理器的多功能源于其可編程能力，可以方便地進(jìn)行制訂來滿足設(shè)計(jì)要求。這樣，對(duì)于故障情況就可以分類進(jìn)行處理。短暫的超載以及其他非關(guān)鍵故障可能只需要設(shè)置一個(gè)標(biāo)志就可以了。而過熱的情形則可能需要關(guān)閉電源，直到故障排除。需要重新啟動(dòng)電源的故障也可以進(jìn)行更嚴(yán)格的控制。在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)如果有太多的故障，微處理器就可以永久關(guān)斷電源。

微處理器的處理能力還可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算測(cè)量，如功率的即時(shí)計(jì)算。在模擬系統(tǒng)中確定功率值需要進(jìn)行復(fù)雜的模擬計(jì)算。但對(duì)于微處理器來說，這只是小事一樁。輸入功率、輸出功率、效率以及功率損失等參數(shù)都可以計(jì)算。