【導(dǎo)讀】新興的復(fù)合型或混合信號(hào)型電源轉(zhuǎn)換控制器進(jìn)入市場以來，正逐漸將“模擬與數(shù)字二選一”的思路轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;數(shù)字和模擬擇優(yōu)并取”的實(shí)用主義模式。本文就分享名廠是如何將數(shù)字和模擬擇優(yōu)并取的？模擬與數(shù)字共存的復(fù)合型電源轉(zhuǎn)換方案送給大家。
新興的復(fù)合型或混合信號(hào)型電源轉(zhuǎn)換控制器進(jìn)入市場以來，正逐漸將“模擬與數(shù)字二選一”的思路轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;數(shù)字和模擬擇優(yōu)并取”的實(shí)用主義模式。這些設(shè)備旨在利用模擬和數(shù)字兩種解決方案的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)縮小它們的劣勢(shì)。通過將模擬和數(shù)字相結(jié)合，可以使數(shù)字解決方案的靈活性與模擬解決方案中的高效性能、瞬態(tài)響應(yīng)和負(fù)載穩(wěn)定度有效融合。
我們終歸是生活在一個(gè)模擬世界中。這使得數(shù)字解決方案處于不利地位，因?yàn)樗枰獙?duì)信息（反饋）進(jìn)行數(shù)字化（通常通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器完成），隨后必須在高速M(fèi)CU（或DSP）中處理數(shù)字控制。數(shù)字控制環(huán)的帶寬與A/D轉(zhuǎn)換的速度以及MCU/DSP的計(jì)算速度直接相關(guān)。想要更多帶寬？那么就需要速度更快的A/D和MCU，當(dāng)然成本也更高！模擬解決方案的固有優(yōu)勢(shì)在于其在模擬域中收集和維護(hù)信息，因而無需高性能MCU或A/D轉(zhuǎn)換器。
盡管模擬電源解決方案可提供高效控制，但并不是很靈活。模擬電源設(shè)計(jì)工程師必須對(duì)應(yīng)用中的性能權(quán)衡進(jìn)行評(píng)估，然后針對(duì)整個(gè)工作空間以及負(fù)載配置文件優(yōu)化模擬設(shè)計(jì)。盡管多年來該技術(shù)足以滿足需求，但是市場和行業(yè)趨勢(shì)、消費(fèi)者預(yù)期以及政府規(guī)定很快將超出模擬設(shè)計(jì)技術(shù)的能力范圍，使其無法滿足更高效的需求。解決方案：電源設(shè)備必須具有更好的靈活性。除了一般用途，該靈活性還可用于：
1. 實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)電源轉(zhuǎn)換優(yōu)化，而不是在整個(gè)電源轉(zhuǎn)換工作范圍內(nèi)優(yōu)化
2. 作為系統(tǒng)的一部分執(zhí)行，這意味著其必須能進(jìn)行配置，以優(yōu)化系統(tǒng)隨時(shí)間變化的效率，而不是僅優(yōu)化電源轉(zhuǎn)換效率
3. 將信息傳遞到系統(tǒng)，從而使能系統(tǒng)優(yōu)化
毫無疑問，數(shù)字電源轉(zhuǎn)換解決方案的靈活性足以滿足上述需求。不過，其設(shè)計(jì)并不輕松，需要在資源、工具和過程方面進(jìn)行大量投入。數(shù)字控制技術(shù)與模擬控制技術(shù)不同，因此需要新資源，包括數(shù)字控制設(shè)計(jì)和軟件工程。對(duì)許多公司而言，這種投入已證明是一個(gè)嚴(yán)重的阻礙。
考慮到這些機(jī)遇與挑戰(zhàn)，有理由探索在模擬域中保持電源控制的可能性。此外，這消除了對(duì)額外專業(yè)技能和資源的需求，同時(shí)避免了產(chǎn)品成本增加，因?yàn)槭∪チ藬?shù)字控制所需的昂貴的MCU和A/D轉(zhuǎn)換器。
我們看一下復(fù)合型模擬和數(shù)字解決方案，如Microchip最新發(fā)布的MCP19111。MCP19111將峰值電流模式模擬控制器的性能與小型8位單片機(jī)相結(jié)合（見圖1——框圖）。其電源調(diào)節(jié)完全在模擬域中進(jìn)行，因此無需高性能的高速單片機(jī)。而集成的8位MCU提供了方便的接口用來監(jiān)視和調(diào)節(jié)模擬控制器的性能，從而實(shí)現(xiàn)了以前無法實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)功能。集成的MCU仍保持小巧簡單的設(shè)計(jì)，除了增加靈活性外，還可實(shí)現(xiàn)很高的集成度。如圖1所示，MCP19111不僅集成了帶有模擬控制器的MCU，還包括功率MOSFET驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)中壓LDO。此器件的工作范圍非常寬，可達(dá)4.5-32V，只需要極少的外部元件，并且在模擬控制中引入了前所未有的靈活度。
電源轉(zhuǎn)換行業(yè)持續(xù)向更具靈活性和可定制性的數(shù)字電源轉(zhuǎn)換技術(shù)過渡，而模擬電源轉(zhuǎn)換技術(shù)將繼續(xù)提供具有成本效益的高性能電源轉(zhuǎn)換解決方案。二者的結(jié)合，無論是稱之為復(fù)合型電源轉(zhuǎn)換、混合信號(hào)型電源轉(zhuǎn)換還是簡單的模擬加數(shù)字電源轉(zhuǎn)換，都引入了一種獨(dú)特的性能、靈活性和成本平衡，這在許多不同種類的應(yīng)用中極具吸引力。
圖1：MCP19111 框圖
