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數(shù)字控制器補(bǔ)償模擬控制器

發(fā)布時(shí)間:2023-08-02 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】用于電源控制的新興數(shù)字 IC 缺乏模擬 IC 中常見的基本功能,例如內(nèi)置柵極驅(qū)動(dòng)和電流限制。數(shù)字電源控制器通常僅具有 PWM(脈寬調(diào)制)邏輯輸出,并且分立柵極驅(qū)動(dòng)器很少包含電流限制。此外,大多數(shù)受保護(hù)的 FET 僅在低頻、低側(cè)應(yīng)用中工作。


用于電源控制的新興數(shù)字 IC 缺乏模擬 IC 中常見的基本功能,例如內(nèi)置柵極驅(qū)動(dòng)和電流限制。數(shù)字電源控制器通常僅具有 PWM(脈寬調(diào)制)邏輯輸出,并且分立柵極驅(qū)動(dòng)器很少包含電流限制。此外,大多數(shù)受保護(hù)的 FET 僅在低頻、低側(cè)應(yīng)用中工作。

National Semiconductor的 LM3485 IC包含具有電流限制功能的高側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器(參考文獻(xiàn) 1)。然而,由于可變開關(guān)頻率和過(guò)沖,以及無(wú)法將反饋調(diào)節(jié)到低于 1.24V 參考電壓,該模擬 IC 的遲滯控制方案可能會(huì)在某些應(yīng)用中產(chǎn)生令人懷疑的性能。傳統(tǒng)的 PID(比例積分微分)控制方案可以克服這些限制,但會(huì)增加相當(dāng)大的復(fù)雜性。

Flextek Electronics的 CLZD010 CLOZD(Z 域考德威爾環(huán)路優(yōu)化)控制器芯片 IC通過(guò)數(shù)字設(shè)備的嵌入式智能拓寬并簡(jiǎn)化了控制應(yīng)用(參考文獻(xiàn) 2)。單個(gè)時(shí)域補(bǔ)償器取代了三個(gè)頻域 PID 參數(shù),從而消除了復(fù)雜的穩(wěn)定性分析。該電路不需要 PC 接口,因?yàn)槟梢詸z查開環(huán)響應(yīng),然后使用引腳設(shè)置來(lái)配置閉環(huán)補(bǔ)償。然而,PWM 輸出只是邏輯電平驅(qū)動(dòng)器。


數(shù)字控制器補(bǔ)償模擬控制器


將數(shù)字 CLZD010 的簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的閉環(huán)控制與模擬 LM3485 的限流高側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)兩全其美(圖 1 )。數(shù)字 IC 的 PWM 邏輯電平優(yōu)先于模擬 IC 的遲滯比較器來(lái)切換 FET。ISNS 處的第二個(gè)比較器(LM3485 的引腳 1)會(huì)在導(dǎo)通期間 FET 兩端的電壓超過(guò)預(yù)定值時(shí)關(guān)閉 FET,以限制電流。

電路結(jié)合CLZD010和LM3485圖 1將數(shù)字 CLZD010 的簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的閉環(huán)控制與模擬 LM3485 的限流高側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)兩全其美。


數(shù)字控制器補(bǔ)償模擬控制器


在熱響應(yīng)示例中(圖 2a),電路需要大約三分鐘才能使開環(huán)溫度達(dá)到其終值的大約三分之二,因此閉環(huán)補(bǔ)償在圖 1 中為 134 秒,稍快一些由于驅(qū)動(dòng),終的閉環(huán)溫度很快接近其終值;然后電壓降低,使溫度穩(wěn)定在設(shè)定點(diǎn)而不會(huì)出現(xiàn)過(guò)沖(圖 2b)。您可以使用這種基本電路組合來(lái)滿足多個(gè)行業(yè)的廣泛應(yīng)用。

熱響應(yīng)圖圖 2在熱響應(yīng)示例 (a) 中,電路需要大約三分鐘時(shí)間才能使開環(huán)溫度達(dá)到其終值的大約三分之二。由于驅(qū)動(dòng),終的閉環(huán)溫度很快接近其終值;然后電壓降低,使溫度穩(wěn)定在設(shè)定點(diǎn)而不會(huì)出現(xiàn)過(guò)沖。


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