全集成、部分集成和分立開關電源方案比較分析
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數字實現
PWM控制器的數字實現具有許多優于模擬實現的優勢，包括相對復雜算法的精確執行、無需硬件修改的再配置以及便利的參數調整、測試及校準等。數字實現框圖如圖6所示。我們所建議的數字實現IC采用模數轉換器(ADC)來提供反饋電壓信號，Δ－Σ ADC則采用過采樣及十取一技術來濾除紋波。
主時序發生器控制PWM控制器的所有時序，它由振蕩器系統驅動，故所有時序都互相跟蹤并同步。時序發生器為一個從零開始并計數至最終值的二進制計數器，計數器在每周期結束時復位，并重復此過程。最終計數值由一個線性反饋移位寄存器確定。最終值至少為6?次計數，最高可以達到127次?？梢酝ㄟ^改變周期來減少EMI，該操作由抖動控制(dither command)模塊來實現，空、最小及最大占空比都由該模塊產生。軟啟動及電壓模式控制可減小最大占空比。
由于是數字實現，故IC的許多參數可在晶圓級進行調整，這些調整選項不僅能實現芯片的靈活性及芯片的多樣性，而且還能為電源設計工程師提供各種設計選項來縮短產品開發周期。主要調整選項包括：
開關頻率：65kHz至256kHz
電流限制 ：300mA至500mA
電壓/電流模式：可選
頻率抖動：開/關
頻率抖動
IC擁有旨在減少EMI輻射的工廠可編程頻率抖動特性，可對多種抖動進行編程以滿足EMI要求。
跳周期模式
當達到最小PWM占空比(約3%)時，IC即進入輕負載的跳脈沖工作模式。跳脈沖工作可顯著提高輕負載時的工作效率。
關斷與自動重啟
如果遇到輸出短路或過載情況，則偏置線圈電壓會跌至關斷閥值(約3.5V)以下，PWM即停止工作并進入重啟程序。
應用舉例
如圖3所示，采用我們所建議的PWM控制器IC開發一種5W通用輸入電源以驗證其工作及靈活性，圖中未繪出EMI線濾波器。我們采用3端PWM控制器U1及通用高壓場效應晶體管Q1作為開關元件，且設計已經過成本及空間使用效率優化。如上所述，齊納二極管ZR1將晶體管Q1的柵極電壓箝位在14V上，Q1源極端與控制器的SW引腳相連以用于開關驅動及電流檢測。輸出電壓通過光耦ISO1檢測，并通過電阻分壓網絡R7及R8編程。ZR2提供準確的參考電壓以及將輸出電壓調節到最穩定的電壓范圍的誤差放大器功能。在此應用中，是在130kHz開關頻率、400 mA限制及電流模式控制上對控制器進行調整。
圖3所示電源的參數如下：
輸入交流電壓：85至265VAC；輸入頻率：47至 63 Hz；電壓：6.2VDC；電流(連續)：800 mA；線路(輸入電壓)調節： (1%；負載調節： (3%；輸出紋波：100mVpp；工作溫度：0 至40 (C；效率(滿負載，高輸入電壓)：70%；空載功耗：200mW。
實驗室評估結果表明，該電源能很好地滿足設計指標要求。電源上電的過沖很小，只有大約5ms的上升時間；在高輸入及滿負載輸出穩態工作條件下的輸出紋波大約為50mVpp；負載調節大約為(2.7%(包括電纜損耗)，輸入電壓調節約為0.3%；滿負載效率約為80%；空載功耗隨輸入電壓的增加而增加，在240Vac輸入上測得的指標約為140mW。
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