实用电源设计:新一代AC-DC适配器充电器问世
出处:来源:电源网 发布于:2011-08-24 18:11:22
Q1:该新型数字控制技术具体优势是什么?
A1:优势主要是看用在什么功率上。如果是在低功率上,优势主要是在它是用数字方式来实现初级的控制,省略了次级的恒流电路、稳压电路,也就是说用初级的方式能够得到同样的次级控制的效果。另一个方面,能够节约成本,大家所知道的TL431,光耦,运算放大器等等。
Q2:这种数控适配器能用在通讯系统里面吗?比如基站,容不容易引起反串干扰?
A2:1692,168?这些控制线是针对低功率的。对于基站来讲,功率是比较大的,不推荐使用这种。
Q3:当今线性电源技术的弊端是什么?
A3:因其耗能特性而被我们称之为“能源吸血鬼”的线性电源,使用了与当前创新已格格不入的十九世纪初的老旧技术。 线性变压器需要使用大块的铁芯以及大量圈数的铜线, 才能将常规的 50/60 个周期的家用交流电压转换成为我们的家用电器和电子设备供电的较为安全的低电压。结果是,它们的体积变得异常庞大,时常要占用墙式 插座板或插线板上两个插座的位置。而且,线性电源不具备智能元件,因此无法识别设备是处于待机模式还是睡眠模式,从而无法减少损耗。结果它们消耗的功率远 远超过了实际所需的瓦数。您可以测试一下,去触摸墙壁插座上其中一个插接的大体积线性电源。摸起来很热…这正是浪费的功率!
Q4:请问数字控制技术设计指的是什么?是指PWM吗?
A4:数字控制技术是指内部控制器采用数字的方式来做。pwm是一种模拟控制方式,其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置,来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变,这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定。显然,并不是指PWM。
Q5:ACDC适配器技术已经非常成熟了,现有的PWM控制器如384X、1203、6841都能达到很好的性能,为什么iwatt还要在这个模拟领域介绍数字技术,该数字技术有何特殊性呢?或是能降低成本吗?
A5:技术的发展是永无止境的,没有任何一个产品或者技术是不可取代的。电源未来的发展更注重环保,环保要求用等量的材料达到更高的效率。小体积是直接的要求,当然成本也是必要的考量。在兼顾成本、性能以及可靠性的同时,传统的PWM方案面临挑战,比如说如何实现毫瓦级的损耗,再比如对于3.5W的手机充电器,电阻和成本都是非常重要的,更不要说PCB的大小以及其他的一些因素。从传统的通用性来说,PWM_IC不适合未来的发展,对于不同的应用设计出优化的系统解决方案才是长久之计。因为数字技术具有记忆和智能判断的能力,与传统的比较,这是我们的优势。
Q6:请问DC适配器充电器的新型数字控制方法现在的成熟度怎么样?到哪一个阶段呢?
A6:如果把数字控制器在电源发展看作RC的单一激励震荡来看,iwatt技术已进入稳定的数字发展阶段。Iwatt是早开发数字电源控制的公司,始于2000年。目前采用我们数字控制芯片在产品以及全世界大批量的应用开始于2005年。现在越来越多的公司加入这一行业,尤其是缘边控制方案。现在市场上推出不少于五款的缘边控制IC,当然,在DC/DC领域,数字控制方案可以说非常普遍的,也是非常多的。可以预见,数字电源的发展将会对传统电源工业的发展具有非常重要的影响。
Q7:请谈谈数字技术在开关电源应用方面的现状和未来发展,及其所具有的突出优势和劣势?
A7: 随着电力电子技术的高速发展,开关电源得到了广泛应用,而日新月异的高科技产品也对开关电源提出了更高的要求。开关电源的模拟控制技术也发展了很多年,各方面都比较成熟,但其无法克服固有的缺点:控制电路复杂,元器件比较多,不利于小型化的发展;控制电路一旦成型,很难修改,调试不方便;控制不灵活,复杂的控制方法也难以用模拟方法实现。和模拟控制相比,数字控制有着明显的优势。但由于目前大部分数字芯片并不能完全满足开关电源的要求,而能达到要求的昂贵的DSP芯片又过于昂贵,所以数字控制技术在电源领域中的应用并不广泛。随着控制处理器技术的提出,用于电源控制的数字芯片的出现,数字控制技术在开关电源中必将得到更广泛的使用。这个是一个通用的问题,并不是针对我们公司的产品,所以我就说一下在这个行业数字控制的优点和缺点体现在那些方面。第二代电源,我们称之为开关电源或简称“开关”, 出现于二十世纪六十年代晚期。工程师们发现, 他们可以通过将交流频率从每秒 50 或 60 个周期提高到每秒数千个循环,以此来缩小变压器的体积和重量,并可显着提高变压器的效率(降低散热形式的能源浪费量)。从优点来讲,大概有七点:点是它的监测。比如说监测电源的电压变化、电流变化、温度的变化,这些变化随着时间而改变。在传统的模拟电源里很容易实现;第二点是通讯功能。大部分电子设备都是以数字技术为基础的,有了数字接口,通讯起来非常简单;接下来是控制的技术;第四点是配置问题。它能动态的检测系统的参数,就像在系统运行的过程中,随着负载的变化,输出的电流是变大还是变小,系统对稳定性或者环路的参数来讲是有变化的;对数字技术来讲,可以检测到当前的系统到底运行在什么样的状态,输出的功率是多少,那么当前系统的模型就是什么状态。从控制的角度来讲,可以变化参数;保护功能也很重要,保护功能也是一个数字的信号,也就是说PT是不是过热了,是不是过压了,是不是应该先把它关掉,或者说它什么时候安全了,再把它打开;第六点是检测问题。对于数字技术,很多信号都是在数字内部已经表现出来,如果有其他设备的检测接口,就可以直接把这个问题说出来。从系统的角度来讲,如果一个系统有两个电源,当电源出了问题,可以告诉系统到底是哪个电源出了问题,如果系统有很多电源或很多输出,哪个电压需要先进行,哪个电压需要后进行,这是一个顺序的问题,这些问题都可以通过数字技术实现。这些就是数字电源的优势。从劣势来讲,因现在市场上数字电源还不是很广泛,从元器件的角度来讲,像模拟的控制芯片,比如3842、3843很多厂商都在生产,但是生产出来的产品并不是一样的,所以在通用性问题或者成本问题上,很多设计人员都有一些顾虑。有些设计人员担心,我们设计的数字芯片是不是把以前的模拟的概念都忘记了,是不是我要学很多编程,从目前来看这也是一个比较劣势的地方。
Q8:iWatt的IC是怎样获得动态控制的,它与传统的方案相比怎样?
A8:谈到动态控制,一个很大的特点是原边控制。与传统的方案相比区别在于,传统的方案不管是输出电压还是输出电流都要通过副边的检测来控制原边MOS管的开通和关断,所以通过端口传到原边的信号并不是真实的输出电压或者输出电流,而是一个误差性或是一个得到补偿的误差信号。原边控制,可以从原边及时的检测到它的输出电压以及输出电流。输出电压和输出电流已经及时的存在于数字单元里面,在每一个开关周期内,都可以及时的获得输出电压到底是多少,所要控制的输出电流在的状态,甚至它的输出功率是什么状态,所以反应就能在下一个周期里体现出来。这是与传统方案相比它可以达到的一个及时的,高性能的动态功能。
Q9:什么是实时波形分析?
A9:谈到实施波形分析,不可避免的要谈到原边控制。原边控制跟副边控制本质上的区别是如果采用传统的副边控制来检测副边的输出电压和输出电流,必然是已经通过整流、滤波以后的输出电压,它是一个非常稳定的DC电压,并不是交流电压。因为电压非常稳定,所以任何时候读取都可以,也就是说在开关周期的任何一点去读取这个电压都不会相差非常大。变压器本身是一个交流能量传递的器件,直流的信号没有办法穿过变压器的传递副边。我们通过原边来控制这么一个数字技术就可以达到非常的恒压和恒流的控制。一个更重要的方面,因为所有的变压器都会有非常大的噪音的,没有那么平滑,那么利用数字技术实现了动态的滤波,根据系统它的噪音到底应该是多大,怎样把这些噪音滤掉,怎么样会把原始的准确的输出电压、输出电流还原出来,这就是我们所做的一个实时的波形分析。
Q10:电压检测端的电容对该芯片有没有电气影响?
A10:假设电压检测端的电容是一个电压检测点。有两个部分,一是在初级的Vin的部分,一个小滤波电容。滤波电容是用来滤掉一些杂质,电容的存在是需要的。目前的数值是470pF~nF之间。还有一个电容是在Vsense脚,电容是几十皮法来做的,也是用来滤掉那些杂质。
Q11:初级控制架构是否对变压器的结构及绕制工艺有很高的要求?
A11:不会。首先,恒压部分检测到的电压点并不会受初级漏感所影响,电路里面,芯片内部有一个缘回电路会读取检测到电压后缘点,前面的漏感电压将会被排斥掉。恒流时,是以工作的waste time来计算,从而计算它的CC恒流的位置。恒流的位置也受初级的检测电阻控制,所以变压器的电感值或漏感值并不会影响到它CB时候的值或者是CC电流的恒定值。
Q12:使用数字控制器对于变压器的设计是否有什么特殊注意事项?如果系统因为瞬态外部条件变化而进入连续工作模式,系统会出现什么情况?
A12:从数字控制器本身来讲,对变压器没什么要求。对初级控制来讲,检测点是当变压器复位之后去检测这,从理论上讲,对变压器的整个要求不是很高。第二,这个理论的成立是在非连续状态下工作,也就是说,出现任何一种情况,它都不会进入连续模式,如果进入连续模式就是不正常的,系统会进入保护状态而关闭。
Q13:数字处理要消耗一定的时间,会对性能造成影响吗?如何解决?
A13:因为我们数字处理的时间并不是说我做一个计算,做一个加法、做一个除法,它到底是一个微妙、一个纳秒,我们并不是的讲这个时间,我们所讲的是它需要几个数字时钟。在设计芯片的时候,数字时钟它所设计的速度是允许我们在快的工作频率下完成所有的计算,在每一个周期里面都能完成的信息处理,然后控制下一个周期的工作。
Q14:芯片是怎样进行输出电流检测的?
A14:输出电流检测并不在输出检测或者副边检测,而是在初级部分的原边检测。是由晶片根据它所看到的初级Bias-Winding的电压波形做分析,然后记下时间,得出适当的P导链的通导时间,从而控制能量的要求。
版权与免责声明
凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,https://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。
本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。
如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
- 什么是氢氧燃料电池,氢氧燃料电池的知识介绍2025/8/29 16:58:56
- SQL核心知识点总结2025/8/11 16:51:36
- 等电位端子箱是什么_等电位端子箱的作用2025/8/1 11:36:41
- 基于PID控制和重复控制的复合控制策略2025/7/29 16:58:24
- 什么是树莓派?一文快速了解树莓派基础知识2025/6/18 16:30:52









