弥补模拟控制器缺点的数字控制器

2009年08月04日 09:08    贾延安
关键词: 模拟控制器 , 数字控制器
新兴的电源控制数字IC缺乏模拟IC中一些很常见的基本特性,如内建栅极驱动和限流特性。数字电源控制器通常只有PWM(脉宽调制)逻辑输出,而离散栅极驱动器很少包括限流功能。此外,多数带保护的FET只能在低频、低端应用中工作。

  National Semiconductor 公司出产的LM3485 IC包括一个带限流功能的高端栅极驱动 (参考文献 1)。然而,在某些应用中,由于开关频率和过冲可变,以及无法将反馈调压到低于1.24V 参考电压,此模拟IC滞后控制方案的性能可能会有问题。采用传统的PID(比例积分微分)控制方案可以消除这些局限性,但会使复杂度大幅提高。

  利用嵌入数字元件的智能(参考文献 2),Flextek Electronics 公司提供的CLZD010 CLOZD (Caldwell Z平面回路优化)控制器芯片IC拓展和简化了控制应用。单个时域补偿器替换了三个频域PID参数,从而不再需要复杂的稳定性分析工作。该电路不需要PC接口,这是因为你可以检查开环响应,然后通过引脚设置来配置闭路补偿功能。但是,PWM输出只是一个逻辑电平驱动器。



  将数字CLZD010元件简单和稳定的闭路控制功能与模拟LM3485元件的限流高端栅极驱动结合可使这两类元件达到各自可实现的最佳效果(图1)。数字IC的PWM逻辑电平会超驰模拟IC的滞后比较器,达到开关FET的目的。如果导通期间FET承受的电压超过预定值,在LM3485引脚1上ISNS处的第二个比较器会关闭,以限制电流



  在热响应型的例子中(图2a),电路需要经过3分钟使开环温度达到最终值的大约三分之二,图1的闭环补偿时间大约在134秒,要稍微快一点。在最大驱动作用下,最终的闭环温度很快达到其最终值;然后电压下降,使温度无过冲地稳定在设定值(图 2b)。你可以采用这种基本电路组合来满足多个行业大量应用的需要。
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