1．2開關電源數字控制的特點與應用

所謂電源的數字控制，也稱為“回路內部的處理器”，是指控制器能在數字域執行所有系統控制算法。它必須對兩個數字串進行比較以產生脈沖寬度來驅動電源開關，而不是使用傳統模擬PWM比較器。它會將所有模擬系統參數轉換成數字信號，并在數字域利用這些數據計算控制響應，然后將新產生的控制信息加傳至系統。

數字控制電源系統有以下特點：

（1）以數字信號處理器DSP或單片機為核心，將數字電源驅動器及PWM控制器作為控制對象而構成的智能化開關電源系統。

（2）采用“整合數字電源”技術，實現了開關電源中模擬組件與數字組件的優化組合。

（3）高集成度，實現了電源系統單片集成化，將大量的分立元器件整合到一個芯片或一組芯片中。

（4）能充分發揮數字信號處理器及微控制器的優勢，使所設計的數字電源達到高技術指標。

這種技術可用于負載時間恒定的應用中，使電源運行在高頻狀態，如功率因數校正、非中斷電源、多個化學電池譯電和電機控制；還可用于采用若干可配置的PWM內核及控制、診斷和接口電路的手機以及PDA的PMU等其他應用。運行時間控制電路中的子電路或外設可為其電流狀態提供最適宜的運行電壓，以節能。數字電源控制可使調節器更加靈敏。

2 基于數字控制技術開關電源的方案

結合當前的數字控制技術和流行的電源管理模式，我們提出了以下兩種方案。

2．1基于單片機控制的開關電源

隨著電子技術的迅猛發展和超大規模集成電路設計的進一步提高，單片機技術也得到了迅速發展，已經在智能儀器儀表、工業檢測控制、電力電子、汽車電子、機電一體化等方面得到了廣泛的應用，并取得了巨大的成果。利用單片機作為控制核心，設計方法容易掌握，而且對單片機的要求不高，成本比較低。該方案采用單片機通過外接A／D轉換芯片進行采樣，采樣后對得到的數據進行運算和調節，再把結果通過D／A轉換后傳到PWM芯片中，實現單片機對開關電源的間接控制。其原理結構如圖2

其中：單片機采用MCS51；A／D轉換器采用TLC2543芯片，該芯片的接口方式采用串口，這種方式相對于并口方式，具有接口簡單，便于擴展，體積小的特點。TLC2543的接口是典型的SPI接口，它與MCS51單片機相連接時，其硬件電路非常簡單。但由于MCS51沒有標準的SPI接口，只能在程序中模仿SPI的操作方式對TLC2543進行操作，因而程序要復雜一些。D／A轉換器采用TLC5615芯片與MCS51連接，同樣接口也采用串行方式?！翱撮T狗”（Watchdog）為單片機提供上電復位信號，當程序紊亂或電壓失常時啟動內部的“看門狗”電路強迫單片機復位，使程序從頭開始工作；具有512字節的EPROM存儲單元，用來存放各種重要數據，以備交流后重要數據丟失；外接有串口，通過電平轉換連接RS-485或者RS-232，實現了開關電源與上位機的信號傳輸；LCD、鍵盤接口電路實現了人機交換。