1引言
數(shù)字節(jié)制的開關(guān)電源，從2005年閣下開始受到市場追捧。原因是其時有很多電源制造廠家和半導(dǎo)體出產(chǎn)廠家開始將電源模塊和節(jié)制家產(chǎn)IC投入市場。用DSP可能專用邏輯電路等以數(shù)字處理懲罰方法舉辦節(jié)制，可以獲得不變的輸出電壓和輸出電流[1]。
數(shù)字電源是回收數(shù)字方法實現(xiàn)電源的節(jié)制、掩護與通信的新型電源技能，可編程、優(yōu)良的響應(yīng)特性和數(shù)字環(huán)路節(jié)制為其利益或特點[8]。電源數(shù)字化后具有很強的適應(yīng)性與機動性，具備直接監(jiān)測運行環(huán)境的本領(lǐng)，可以或許滿意絕大大都電源用戶需求；數(shù)字電源的自診斷以及在線輸出調(diào)理的本領(lǐng)使調(diào)試和維護事情變的輕松；還可以通過長途診斷以確保一連事情的系統(tǒng)靠得住性，實現(xiàn)妨礙告誡打點、過電壓過電流多條理掩護、自動冗余并聯(lián)等成果[4]。
數(shù)字電源大大淘汰了在模仿電源中常見的誤差、老化（包羅模仿器件的精度）、溫度影響、漂移、非線性不易賠償?shù)葐栴}，提高了電源的機動性和適應(yīng)性，其不變的節(jié)制參數(shù)使得產(chǎn)物個別無須風雅調(diào)理即可得到很好的一致性、靠得住性高、可出產(chǎn)性好[6]。
數(shù)字節(jié)制技能自己，在節(jié)制學(xué)中并不是什么新技能。并且在功率電子技能規(guī)模，譬喻在不中斷電源(UPS)和電機的逆變器節(jié)制等方面，也已經(jīng)利用數(shù)字節(jié)制方法[2]?？墒牵谠S多電子設(shè)備帶有的開關(guān)電源中，還沒有回收。
因此，研究基于DSP節(jié)制的數(shù)字開關(guān)電源具有重要的理論意義和應(yīng)用前景。
2基于BUCK拓撲的數(shù)字開關(guān)電源硬件電路設(shè)計
數(shù)字節(jié)制技能可以用于差異的拓撲[9]，本設(shè)計僅以BUCK拓撲為例。BUCK拓撲的開關(guān)電源主要包羅輸入部門、主電路、采樣電路、掩護電路、節(jié)制電路等幾大部門構(gòu)成，其布局框圖如圖1所示。本文引用地點：

2.1輸入部門設(shè)計
輸入部門設(shè)計主要包羅輸入整流器/濾波器部門的設(shè)計和輸入濾波電容的設(shè)計。輸入整流/濾波電路凡是由三到五部門構(gòu)成：EMI濾波器、啟動浪涌電流限制器、整流級和輸入濾波電容[7]，如圖2所示。

首先選擇輸入整流器，整流器凡是回收橋式二極管整流。要思量的主要參數(shù)是：正向平均電流，浪涌電流，直流擊穿電壓，預(yù)期的耗散功率。在電路啟動時，浪涌電流大概高于正常事情時輸入電流值的10倍。因此，一般在電源的輸入端接一個熱敏電阻，以掩護整流器。熱敏電阻低溫時的阻值在（6-12）V，加熱后電阻值一般只有（0.5-1）V。
通過輸入整流器的電流有效值是熱設(shè)計時要思量的，這會使整流器發(fā)燒越發(fā)嚴重。綜合思量以上因素，最小的二極管品級要切合下面條件：

由以上三式可得出整流二極管應(yīng)選的型號。接下來要計較輸入濾波電容器的值。為計較輸入濾波電容器的值，先要確定電源直流輸入端所遭受的紋波電壓。要使電壓紋波越小，電容就要選的越大，這樣上電時的電流離涌也更大。濾波電容的選擇有三個主要方面要思量：能滿意期望電壓紋波的電容值，電容的額定電壓，電容的額定紋波電流。對付DC-DC調(diào)動器紋波電壓峰值設(shè)計為（0.1-0.5）V。輸入電容的巨細可以從下式獲得

2.2主電路設(shè)計
主電路主要包羅電感、功率開關(guān)管。因此， 0.22uf 50v，選擇好主電路的電感和功率開關(guān)管，再設(shè)計好主電路的驅(qū)動，主電路設(shè)計根基完成。
電感的最小值一般由所需維持的最小負載電流的要求來抉擇。電感中的電流分持續(xù)和不持續(xù)兩種事情環(huán)境，只要輸入、輸出電壓保持穩(wěn)定，電流波形的斜率不會因負載電流的淘汰而改變。假如負載電流慢慢低落，在L中的顛簸電流最小值恰好為0時，界說此時電流為臨界電流，便是電流峰-峰值的一半，即

其時，將進入電流不持續(xù)狀態(tài)，不然為持續(xù)狀態(tài)。盡量BUCK調(diào)動器可事情于不持續(xù)模式，但給多路輸出調(diào)動器帶來必然問題。一般電感選擇應(yīng)擔保一直到輸出最小劃定電流（凡是為額定電流的1/10）時電感電流仍持續(xù)， 150uf 50v，故應(yīng)大于使最小負載電流持續(xù)的臨界值；電感是儲能元件，過大會低落電源的動態(tài)機能，并且會限制負載呈現(xiàn)較大瞬時變革時的電流變革率，使調(diào)理系統(tǒng)變慢，所以不宜選大。
功率開關(guān)管凡是選擇絕緣柵型MOS管，因為是操作柵極電壓節(jié)制漏極電流，其顯著特點是驅(qū)動電路簡樸，需要的驅(qū)動功率小，開關(guān)速度快，事情頻率高，但其電流容量小，耐壓低，一般用于小功率裝置。MOS管的耐壓值、漏極最大答允電流和最大耗散功率抉擇了電力MOS管的安詳事情區(qū)，選擇MOS管時應(yīng)以此為依據(jù)。
開關(guān)管選定之后，相繼舉辦開關(guān)管驅(qū)動電路的設(shè)計。設(shè)計開關(guān)管的驅(qū)動以所選開關(guān)管的技能參數(shù)為主要依據(jù)同時綜合思量其他電路器件，使電路只管簡樸。
2.3采樣電路設(shè)計
采樣電路包羅電流采樣和電壓采樣[5]。傳統(tǒng)的電流采樣電路一般是用康銅絲或錳銅絲可能電傳播感器采樣后把信號送入放大器，這種方案，準確度不高，并且操縱不足簡樸。本設(shè)計回收的是將電傳播感器和放大器集成在一起的美信公司出產(chǎn)的MAX4173FASA芯片。此芯片為8引腳SOT23-6封裝，它本錢低，具有細密的電傳播感器，可利用的電壓范疇是（0-28）V，準確度為0.5%，具有1.7MHz的帶寬，可在-40℃～85℃的溫度范疇內(nèi)事情。
傳統(tǒng)的電壓采樣電路都是由電阻和功率放大器構(gòu)成，一般來說是先由兩個電阻分壓，再顛末一個功率放大器將增量放大。本設(shè)計仍回收這種要領(lǐng)，差異的是電阻分壓后不需要再用功率放大器，因為這部門成果可以用軟件在措施里實現(xiàn)。采樣電路的示意圖如圖3所示。