使用状态机设计数字电源

    数字电源可用于实现许多很有意思的功能。 借助可编程调节环路，可在不同工作条件下获得更佳的环路特性。 电源与完整系统的数字连接可实现电压和电流的监控。 此外，数字电源还提供高灵活性。 可以相当快的速度修改不同参数。 这简化了电路设计过程并加快了系统衍生产品的开发。
    当然，许多电源仍然对采用数字电源有一些抗拒。 电源设计人员通常不是经验丰富的软件工程师。 但在数字电源项目中，通常会在开发团队中增加一名软件工程师。 经验表明，由电源和软件共同开发电源可能会产生一些复杂问题。
    这两者之间的交流可能导致误解，并终导致项目延期。
    图形用户界面(GUI)是这种困境的一种解决方案。 因为GUI可简化数字电源的编程。 许多数字控制器IC供应商均提供GUI。 通常，GUI的设计方式能够使电源直观地使用它们。 图1显示了这样的图形用户界面。 您可用鼠标选择电源的不同方面，在屏幕上的不同功能框图中进行不同的设置。
    许多不同的数字电源仍然具有明显的缺点。 图形用户界面通常会生成一个代码，该代码经过编译后，将在微控制器的内核或DSP上运行。 设计人员对生成的代码的功能可靠性完全负责。 可能会出现一些错误，这些错误需要在验证过程中利用测试矢量找到。 对于在图形用户界面中进行的所有小更改，都需要重复此验证过程。
   

    图1. 数字电源图形用户界面

    还有一种更方便的方式是选择基于状态机的数字电源控制器IC。 例如，ADI公司的ADP1055就是这样的器件。 图2显示了该电路的框图。 数字逻辑系统的作用与状态机相同。 电源特性的更改可在图形用户界面中进行设置，如图1所示。这些更改不会为微控制器产生新代码，只会在状态机中设置不同的寄存器状态。 正是由于这样的过程，数字电源的功能仍然由数字电源控制器IC的数据手册规定，没有任何软件或代码需要验证。
    图形用户界面和状态机的组合可简化数字电源领域的首要步骤。 此方法深受没有专属软件工程师为电源管理提供支持的企业欢迎。 而且，此方法在软件代码验证过程极其繁琐的领域也深受欢迎。 此类领域的一个例子就是汽车行业。
    现在，存在许多基于状态机的电源控制器。 图2中的ADP1055设计用于不同拓扑结构的直流隔离电源。 但是，它还可用于采用交错技术的负载点(POL)应用中。
   

    图2. 基于状态机的ADP1055框图

    作者简介
    Frederik Dostal就读于德国埃尔兰根大学微电子学。 他于2001年加入电源管理业务部门，曾担任各种应用工程师职位，并在亚利桑那州凤凰城工作了4年，负责开关模式电源。 Frederik于2009年加入ADI公司，担任欧洲分公司的电源管理技术。 联系方式：frederik.dostal@analog.com。
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