您现在的位置:首页 > 技术支持技术支持

如何让模拟工程师实现数字电源转换

发布时间:2018-09-28 06:51:28  来源:大电流电感厂家   查看:

  在SMPS电路中,通常不存在要被采样和转换的模拟信号,或者这样的信号不会在任何时候都那么明显。这样的信号可能在PWM周期的某一刻才比较明显。因此,由于不精确的采样定时,标准的ADC模块可能错过希望得到的数据。

  图3给出了一个用于监测电流的电流检测电阻器的实例电路。在这个电路中,只有当晶体管导通时,才能检测到电流。典型的ADC模块不能精确地使采样保持电路在适当的时间进行一次采样。如果应用需要多个电路进行检测,那么这个ADC就不理想。SMPS dsPIC DSC的片上ADC模块可提供独立的采样保持电路,可以进行彼此独立的采样。因此,它可以在准确的时刻监控电压或电流,有助于实现事件瞬时(event transitory)信号的采样,并降低系统成本。此外,SMPS dsPIC器件的片上ADC可以进行异步采样,有助于支持PFC(70 kHz)和DC/DC(250 kHz)等不同频率的多控制环路运行。

带有具体采样保持

  图3 带有具体采样保持(S/H)功能的ADC的重要意义

  模拟比较器改进数字SMPS设计

  因为ADC不能继续不断地监控信号,所以只能以高达每秒兆次采样(MSPS)的量级进行采样。一些DSC具有模拟比较器,可以解放处理器和ADC以完成其他重要的任务。例如,模拟比较器可以利用与传统线性电源控制器直接控制PWM占空比类似的方式进行电流控制。模拟比较器还能够提供对过压或过流状况的独立监测。Microchip的SMPS dsPIC DSC的参考DAC和模拟比较器可以实现从电流测量到PWM更新的大约25ns的延迟。通常,从检测到模拟电压,直到由比较器对PWM输出进行修改,大约需要25ns的时间。与其他必须使用“轮询”技术的ADC以及利用处理器修改PWM输出来响应变化条件的其他DSC相比,这个响应时间是非常迅速的。事实上,这正是DSC实现逐周期电流限制的方法,属于电流模式控制。由于连接模拟比较器的参考DAC也是16位的,PWM分辨率也是相同的,因此同样的控制分辨率对电压和电流模式都是有效的。

  PID算法

  使用PID算法,将实际与期望输出电压之间的误差进行比例、积分和微分计算,然后将这三项合起来,实现对PWM占空比的控制。PID算法可以用于采用电压和电流模式的控制环路。处理Microchip的DSC不需要DSP技巧(见图5的代码列表),控制软件(图4)的主要“核心”是PID环路。PID软件通常很小,但是其执行速度非常快,通常每秒可以反复几十万次。这么高的反复率需要PID软件程序尽可能有效地发挥最佳性能。使用汇编程序是保证“严紧代码”的一种很好的方法。

  PID控制环路是定期由ADC进行中断驱动,任何系统功能都能在“空闲环路”中执行,以便减少PID控制软件内不必要的工作量。诸如电压上升/下降、错误检测、前馈计算和通信支持程序功能都是空闲环路可以执行的,其他中断驱动进程的优先级都必须比PID环路低。

  空闲环路在完成系统和外设的初始化任务之后启动。通常,空闲环路监控温度,计算“前馈”条件,并检查故障状况。SMPS软件可执行该控制算法,将ADC中断驱动的PID环路作为其与时间关系最密切的部分。PID软件不应该使用超过可用处理器大约66%的带宽,以便计算资源的其余部分能够分配给空闲环路软件。

  假设以30 MIPS运行PID环路(包括30条指令),执行时间大约为1μs。如果反复率是500 kHz(2μs),那么PID工作量需要消耗一半可用的处理器带宽,也就是15 MIPS。

  用于数字式降压式转换器的PID软件的实例代码列表:

CALCULATE_PID:
push.s ; Save SR and W0-W3
bclr.b IFS0+1, #3 ; Clr IRQ flag in interrupt controller
#PID_REG_BASE, w8 ; Init pointer to PID register block
mov #PID_GAIN_REG_BASE, w10 ; Init pointer to PID gain register block
mov ADBUF1, w0 ; Read ADC to get voltage measurement
mov COMMANDED_VOLTAGE, w1 ; Get commanded output voltage
sub w1, w0, w0 ; W0 = proportional voltage error
mov PROPORTIONAL_ERROR, w1 ; Get previous voltage error
sub w0, w1, w2 ; diff电感器设计 error = new verr - old verr
mov w0, PROPORTIONAL_ERROR ; Store New Proportional Voltage Error
mov w0, PREINTEGRAL_TERM ; Store copy PERR as pre integral term
mov w2, DERIVATIVE_ERROR ; Store new Derivative Error
; These registers are reserved for PID calculations
; w6, w7 = contains data for MAC operations
; w8, w10 = pointers to error terms, and gain coefficients平面变压器厂家 | 平面电感厂家

这样充电能充饱吗?一台充电器对电池充电,由于输出线缆太长,导致压降比较大,比喻说充电器输出口电压为14V,但是电池那边正负极只有13V,这种情况下充电能将电池充饱吗?






不能充满,充电分三个

请教这个电源的布局布线的不足小弟刚接触电源,请大家帮我看看这个DCDC的布局和布线需要修改的地方,请一定不啬指出不足。 下面的是简图,现在有个问题,我通过调节可调电阻设定恒流值,电流超过1.5A的时候电感开始会叫,我测试此时电感开关波形已经不是连续的150K,有点断续的意思。   我尝试换过22-100的各种电感,输出电容也换过,都无法解决。   只能求助大家了。

[ADI]LTC1960电源管理芯片工作状态描述,求助8使用电源管理芯片LTC1960电源管理芯片给4节18650锂电池(带保护电路)充电,3.7*4=14.8V现发现电池过放后电压为0V,正常,厂家指导只要激活就可以正常充电,但是却无法激活充电;如果电池不过放可以正常充电,现在也不知道问题出在哪里,求助,不甚感激。 。 。 电路图如下锂电池管理芯片LTC1960.pdf(278.35 KB, 下载次数: 14)2015-6-15 21:18

CopyRight2014
大电流电感 | 大功率电感 | 扁平线圈电感 注塑加工厂