如何有效调整数字电源中的动态电压?

如何有效调整数字电源中的动态电压?动态电压调整意味着可以在运行期间调整电源的输出电压。

进行此类调整的原因很多。

在轻载操作条件下,用于功率补偿的功率因数校正(PFC)级可提高PFC级的转换效率,可以将电网电压的交流电压提高到直流中间电路电压。

在240 V AC系统中,该中间电路电压通常为380 V,如图1所示。

ADP1047PFC控制器可以使用DVS独立降低输出电压负载,而不会影响设定的380 V电压,例如至360V。

在部分负载下运行时,可以提高电源的转换效率。

图1.带有下游ADP1046 DC-DC转换器的ADP1047 PFC级微控制器在各种工作条件下均可高效运行。

DVS用法的另一个示例如图2所示。

在该示例中,ADP2147降压开关调节器为数字信号处理器(DSP)供电。

在许多应用中,当处理器处于待机模式时,可以通过降低内核电压来使用微控制器,DSP或FPGA来提高系统效率。

当VDD_INT电压(核心电压)降低时(例如,DSP在低负载下工作时,从1.2 V降低到1.0 V),包括ADI公司提供的ADSP-BF527在内的各种DSP均可更有效地工作。

处理器的功耗在很大程度上与时钟频率和工作电压的平方成正比。

将ADSP-BF527的电源电压降低25%,可将动态功耗降低40%以上。

ADI的许多DSP具有相似的特性。

图2.具有DVS功能的ADP2147开关调节器可以实现ADSP-BF527的高效工作,以提高负载瞬变后的恢复速度。

如前两个示例所示,使用DVS的常见原因是提高效率或减少损失。

但是,还有其他有趣的应用程序。

许多系统要求使用精确调节的电源电压。

对于图3所示的电压范围,可以使用1.2 V内核电压。

电压可以为1.2 V±10%。

在此示例中,在静态负载下以及负载动态变化时,请保持电压恒定。

如果将反馈控制设置在允许范围的中间,则该范围的一半适用于静态误差源,也适用于负载瞬变后的动态电压变化。

有一个小技巧,即在负载低时稍微增加输出电压,而在负载高时稍微降低输出电压。

在高负载的情况下,有时会使用较低的负载,此时通常会发生较小的电压过冲。

通过稍微降低高负载的设定点电压,可以将电压过冲保持在允许范围内,如图3所示。

高负载在左侧,低负载在右侧。

图3.根据负载电流动态调整电源电压的相反情况自然也适用。

当负载较低时,它将在某个时间点上升。

电压过冲可能会动态发生。

在低负载下,电压略有上升,因此保持在允许范围内。

为此特性,通常称为自动电压定位。

除了上述应用,还有许多其他应用,其中动态变化的电压也是有利的。

例如,控制直流电动机,操作执行器或驱动珀耳帖元件进行温度调节。

动态电压调节是指所产生电压的动态调节。

对于许多应用程序,此法规非常有帮助,甚至是必要的。

特别是在数字控制电源中,DVS非常普遍且易于实现。

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