么如何设计出高效的可编程数字电源

今朝数字电源在体系开辟中所占的比例正在逐步增进，愈来愈遭到泛博电源治理开发商的青眼。并且在往常这个“快充和无线充电”的年月，数字电源更是扮演了举足轻重的脚色。那末若何设想出高效的可编程数字电源，又是若何完成更宽输入电压请求的？针对这些题目，在日前举行的第17届电源治理服装论坛t.vhao.net上，PI的高等现场使用工程师何平给人人做出了精美的手艺分享。

在演讲中，何平从如下几方面周全展述离线式反激电源的数字操纵。起首讲述了餍足宽输入电压请求的USB PD电源，而后进一步论述了改良的反激式拓扑可提供高性价比的餍足DoE(6)服从请求的高效解决计划。最初细致讲解了宽输入电压局限反激式电源在设想中若何优化、详细挑衅以及具有I²C接口的高集成度的数字操纵计划。

任何优异的设想计划，都离不开其高效性以及可靠性。人人都晓得，布局越是简略，其可靠性将会越高，PI推出的这类变频反激式拓扑计划也是同样，因为其高度集成，于是团体计划的元件数量很少。那末高效性呢？此计划接纳的变频手艺可在全部负载范围内一直坚持高效率，而更高的服从则意味着更低的热量耗散。另外关于宽输入电压的使用来讲，电源弗成防止地会事情于CCM或DCM事情体式格局，为了进步服从，计划中接纳的同步整流及准谐振的开关体式格局，能够保障种种输入条件下均能完成高效。

晋升服从是电源设想的一大永恒话题。而且不论输出电压和负载若何变迁，电源都一直需求维持安稳的高效率。跟着PD电源/快充电源的涌现，电源的输入电压需求依据负载的使用请求而转变，因而是否能在种种输入条件下均能餍足国际能效规范的请求对设计者来说也是一项不小的挑衅。另外一方面，服从晋升对散热设想也拥有踊跃意思。经由过程下降适配器的散热请求，工程师就可完成对本钱、尺寸和分量等各项目标的优化，从而完成高功率密度、高可靠性的电源设想。那末PI的设想计划详细是若何进步服从和可靠性，咱们来看看。

1、SR开关时序的正确操纵可进步服从和可靠性

正确的低级开关管关断与次级SR守旧时序可下降同步整流管体二极管的导通时候，从而进步服从。而次级整流管关断后再由次级侧发送低级侧功率开关管守旧指令的时序操纵体式格局能够保障在CCM事情体式格局下同步整流的高可靠性。

2、EMI及音频噪声的优化可下降体系本钱

变压器屏障绕组可下降共模噪声，频次调制则可下降EMI扫描频谱中的峰值数值，从而能够下降EMI滤波元件的本钱。在轻载下普通都是接纳下降事情频次的方法来进步轻载服从，但在某一负载下，开关频次会降至20kHz如下并进入音频噪声局限。特别当开关频次靠近变压器自身的共振频次点时会发生比较大的音频乐音。为改良这类情形，PI所接纳的进步前辈的状况控制器能够避免电源事情于7至12kHz的开关频次下，而这一频段是大多数变压器发生乐音最大的事情频段。另外，为进一步下降音频乐音，在变压器的设计时，当事情频次<0kHz时，会确保磁通密度BAC<120mT。

3、接纳I²C接口

除了以上设想好处，PI的计划还采用了集成的I²C接口，经由过程这个接口与内部微处理器举行通信，经由过程软件对电源的输入电压及电流举行正确的静态阶跃操纵——电压阶跃步长为10mV，电流阶跃步长为50mA——完成数字可编程的功率变更。这个带来的优点是支撑USB PD3.0子集合的PPS，能够更正确的操纵输入的电压档位。除了对输入特点举行内部编程操纵之外，电源的种种维护特点也可进行工资个性化设定。而所有这些壮大的设定性能只应用简略的内部微控制器即可完成，从而省去了庞杂的针对分歧和谈的接口电路。全部体系拥有平安、靠得住且体积小的特色，且可完成长途操纵和监督。

何平最初总结时说到：PI设想的解决计划不但能够餍足宽输入电压请求的USB PD电源，经由其改良的反激式拓扑亦可供应高性价比且餍足DoE（6）服从请求。集成的I²C接口平安、靠得住且体积小，还可完成长途操纵和监控，并且可支撑应用更简略的内部微控制器，省去庞杂的和谈接口电路。

Chris提出：面临倏地增进的快充和无线充电市场，PI更体贴如何用产物代价赞助客户。产物的本钱包孕资料本钱 出产本钱，PI高度集成化的产物在批量化出产时会极大地进步出产服从，赞助客户下降出产本钱；另外PI产物的高可靠性能够将产物的市场返修降到最低，下降运营本钱。