ZL2008是最新一代数字DC-DC电源控制器,使用了Intersil Zilker Labs的引脚设置技术配置功率转换和电源管理参数。
传统的模拟电源无论在拓扑结构、器件、效率、功能上都日贴片电感臻完善,应用也极为广泛,并且有大量的工程技术人才熟悉和正在设计使用模拟电源。但模拟电源最大的缺点是缺乏灵活性,在应用的需求变化时,需要花很多时间进行重新设计、验证和测试。
数字电源可通过数字方式对电源系统的各项参数进行设定,实现一次设计、反复使用,并且易于扩展。Intersil Zilker Labs公司推出的ZL2008是最新一代数字DC-DC电源控制器,使用了Intersil Zilker Labs的引脚设置技术配置功率转换和电源管理参数,同时通过PMBus接口进行遥测和监控,补偿、电流分配和输出电压等工作参数可以通过引脚进行配置。ZL2008可用搭积木的方式搭建直流电源,使用3.3V单相电源到12V输入的多相电源。
图1 ZL2008的功能框图
设计特点: 自适应控制算法
目前的嵌入式电源系统通常是针对最大负载的情况进行的效率优化,通过限制系统内部的总体散热量,达到减少峰值热应力的目的。然而不幸的是,大多数系统通常工作在远低于峰值的状况下,电源系统却是针对峰值负载的情况进行优化的,因此通常达不到最佳的转换效率。虽然这不会产生热应力,但是会消耗更多的电能,进而导致更高的总体系统运行成本。
Intersil Zilker Labs数字电源技术部高级经理Chris Young介绍,ZL2008 DC-DC采用自适应的控制算法,使功率转换器自动改变运行状态,始终工作在最佳的效率点上,提高效率和整体性能,而只需用很少或不用用户的干预。
图2 ZL2008的典型应用电路
ZL2008的PWM环路使用一个模拟和数字混合模块,能够对功率转换的整个进程实现精确的控制,而且不需要任何软件。ZL2008集成了各种电源管理功能,可以用简单的引脚连接进行配置。用户配置可以保存在内部的非挥发性存储器里(NVM)。另外,全部功能可以通过SMBus硬件接口,使用标准的PMBus命令进行配置和监控。ZL2008的功能参见图1。
功能组合提高功率转换效率
ZL2008是电压模式的同步降压转换器,具有可选的恒频PWM控制,搭配外部MOSFET、电容器和电感器组成完整的功率转换器。
在最简单的配置下,ZL2008需要两个N沟道功率MOSFET,一个用做上控制MOSFET,一个用做下同步MOSFET(QL)。QH的导通时间与总开关周期成正比,称为占空比D,用下式表示。
在时间D内,QH导通,VIN-VOUT施加到电感器上。当QH关断,电感里的电流必须持续从地向上流经QL,在此期间,电流以一定斜率下降。由于输出电容器COUT在此开关频率下的阻抗低,电感电流的AC成分被从输出电压中滤除,因此负载看到的几乎是直流电压。
一般来说,降压转换器会标定一个最大占空比,限制在给定输入电压下的最大输出电压。这个占空比电感器生产限值保证了低侧MOSFET在每个开关周期中最短的开启时间。这样可以对启动电容器进行充电,为高侧MOSFET提供足够的栅极驱动电压。
在这个电路里,目标输出电压是通过把差分的VSEN引脚直接连到输出稳压点上来实现调节的。然后把VSEN信号和参考电压做比较,用户把参考电压设定为所需要的输出电压级别。比较后产生的误差信号转换成数字值,用低分辨率的模数转换器转换。数字信号再送到可调的数字补偿滤波器,补偿过的信号用来产生适当的PWM占空比,驱动外部MOSFET,产生所需的输出。
ZL2008有几个功能,可以提高功率转换效率。非线性响应(NLR)环路提高了响应时间,降低了输出偏差。ZL2008监视功率转换器的操作条件,持续调整高边和低边MOSFET的导通和关电感生产厂家断时间,优化电源的整体效率。自适应的性能优化算法,例如死电感器厂家区时间控制、二极管仿真,频率控制可提供更好的效率改善。
典型应用电路如图2所示。在这个原理图可以看出,在功率传递链上,只需要几个元件就能实现一个全功能、完全可配置的电源,带有数字功率转换、电源管理、故障管理和遥测。
对带芯电感的理解最近了解电感,所以在网上看了各位大师的文章,然后结合自己个人理解,写了下面对电感的理解,也不知对不对,望各位大师指正电感感悟:一.电感磁芯的磁化过程理解:file:///C:UsersmypccAppDataLocalTempksohtmlwpsCC5F.tmp.jpg 如上图:电感磁芯磁化前,磁畴方向无序对外表现无磁性。 当加上磁化电流时磁畴按同一方向磁化,对外开始表现磁性。 如下图file:///C:UsersmypccAppDataLocalTempksohtmlwpsC 电源的待机功耗是怎么界定的电源的待机功耗是怎么界定的电源待机是针对电源提出的概念。即空载损耗。对于系统;电源实际上带有极轻载;与开路相当。
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