导语:数字控制之所以能够解决问题,是因为它具有比模拟控制更好的性能、更灵活且在复杂的设计中更易用。然而,以下六个方面是决定了模拟电源被数字电源取代的主要因素。
(1)瞬态响应:控制机制极大影响了系统的瞬态响应。例如,与电流模式相比,磁滞的瞬态响应会有很大不同。每种控制模式都既有优点,也有缺点。数字解决方案让你能无缝地从一种模式转换到另一种模式,以提供最优的瞬态响应。而模拟解决方案虽然可以提供很好的点方案,但极少出现足够静态的工作状况,让你能实现所设想的点方案。
(2)调节精度:一般来说,调节精度是根据线电压、负载和温度来定义的,因为这些条件中的每一个都会影响调节精度。数字可以监视这些条件,并采取控制措施,在整个工作条件范围内进行优化。
(3)稳定性:数字控制能够提供比模拟方案更好的补偿(更好地调用极点和零点),因此在稳定性上的控制要好很多。此外,补偿能够随着条件的变化而变化,使系统能在很宽范围的条件下实现最佳的稳定性。而模拟补偿是固定的,而数字 控制可提供可调甚至自适应补偿。
(4)故障响应:数字电源提供了大量故障响应选项,每种故障都有唯一的事先未知特征,可根据用户需求进行调整。而模拟通常只有一个固定的故障反应(如断开/短路/过载),用户只能选择使用或不使用。此外,数字还能提供滤波器功能,从而降低虚假故障发生率。
(5)效率:许多关键参数,如死区时间、开关频率、栅极驱动等级、二极管仿真以及加相和缺相等,都会影响效率。在当前情况下,由于其算法对整个工作状态范围内进行了优化,因此在某个特定的工作状态下,即使可能将模拟调整至较高效率水平,对所有可能的情况也许做出最佳设置的是由数值计算得出的结果。这意味着即使对于简单设计和基础要求,用数值计算也可能显得有些多余;然而,由于其灵活程度,它们足以满足这样的应用,并且超越实际需求,这也是为什么它们非常受欢迎的一个原因。
(6)可靠性:减少元件数量并通过提高效率降低操作温度都是提高系统可靠性的两个途径。此外,还包括具有灵活故障检测能力以及探测微小元件参数变化能力,可以显著减少停机时间。在大多数简单设计和基本要求上,对于绝大部分应用来说,用数值计算处理似乎有些过分。但由于它们对各种各样的应用都十分适用,无需任何额外组件,这一技术表现出了令人印象深刻的一面,从这个意义上讲,它们远胜过传统方法所拥有的柔韧性。这一点充分证明了这一技术为何如此受到欢迎。