一款數(shù)控多相交錯式DC/DC 降壓系統(tǒng)解決方案
圖2b在120°交錯時,切除相位2,保留相位1和相位3
圖2c對相位1和相位3進行調整以實現(xiàn)180°交錯
相位電流平衡
為了最佳化電源組件可靠性和使用壽命,使多相系統(tǒng)中的每一個相位都等量地分擔電源負荷是值得的。由于電源開關和電感的組件間的不同,以及電路板布局和散熱的非對稱性,因此流經(jīng)相位的電流是不一樣的?;酒胶夥椒òy量相位電流,以及對每一個相位要求的PWM占空比進行單獨地調節(jié),以對電流進行平衡。電流非均衡動態(tài)十分緩慢,因而平衡環(huán)路的采樣率可以較低,差不多可以是幾十分之幾秒,甚至是幾秒。因此,微處理器上額外的計算負擔可以被忽略不計。為了減少傳感器噪聲的影響,對平衡環(huán)路速率電流讀取進行過采樣,并隨著時間的變化平均每一個相位的電流測量。簡單低增益完整行為“僅”控制算法通常被用于關閉平衡環(huán)路。在使用平均相位電流作為參考的每一個環(huán)路反復過程中,可以在每一個相位上執(zhí)行平衡。另一種方法是,有時只有將在那個時刻測量出的最高和最低電流相位彼此平衡,才能達到相位電流平衡。無論使用哪一種方法,所有相位電流最終都將匯聚到相同值上。
PWM精度是進行相位電流平衡時通常會碰到的一個問題。將一個10V輸入看作是由一個100 MHz PWM時鐘的300 kHz PWM驅動的2V輸出同步降壓轉換器。該降壓輸出上的PWM精度將會是30 mV,或者等同于2V輸出的1.5%.一般而言,相比達到相位平衡和避免平衡控制環(huán)路極限循環(huán)期(limit cycling)所需要的較好占空比調節(jié),這樣的粒度將會大一個甚至是兩個數(shù)量級。F2806控制器為這一問題提供了一種解決方案,并且別具一格地增強了PWM模塊的高精度。這種高精度PWM提供了~150 ps的邊緣定位。這就相當于為上述降壓實例提供0.45 mV的輸出精度,或者0.02%的2V輸出。這種解決方案可提供高精度以及較好的相位電流平衡功能。
結論
本案例引入了一款數(shù)字電源解決方案,其具有多相同步降壓轉換器的優(yōu)點,同時可以運用數(shù)字方法關閉電壓控制環(huán)路,并且對不同負載和散熱條件下的相位進行管理,以獲得最佳電源性能。
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