在過(guò)去數(shù)十年中，為了讓電源設(shè)計(jì)日趨完美，電源工程師們進(jìn)行了長(zhǎng)期的努力。在今天的世界，他們正在應(yīng)對(duì)一項(xiàng)全新的挑戰(zhàn)：為數(shù)字電源設(shè)計(jì)數(shù)字補(bǔ)償器。很多老舊的控制理論和模擬設(shè)計(jì)流程在添加了特性之后，依然應(yīng)用于數(shù)字世界。

例如，當(dāng)模擬信號(hào)被模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)離散時(shí)，總是會(huì)出現(xiàn)固有的抽樣誤差。此外，處理控制法輸出會(huì)導(dǎo)致相移。最后，當(dāng)數(shù)字電源控制回路接近Nyquist頻率（采樣頻率的一半）時(shí)，就會(huì)收到明顯的帶寬局限影響。系統(tǒng)之中的這些細(xì)小變化令模擬理論無(wú)法一致地映射到數(shù)字世界，導(dǎo)致頑固的模擬電源設(shè)計(jì)師們難以實(shí)現(xiàn)向數(shù)字電源設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變。

與模擬控制設(shè)計(jì)流程相似，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字控制的電源，通常涉及以下步驟：

1) 基于理論上的plant transfer函數(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字補(bǔ)償器。

2) 測(cè)量回路的頻率響應(yīng)，在這里，值得是數(shù)字補(bǔ)償器、功率級(jí)(power stage)（又稱為“the plant”）和反饋。

3) 分析系統(tǒng)頻率響應(yīng)。

4) 基于測(cè)量得到的響應(yīng)，修改數(shù)字補(bǔ)償器，以優(yōu)化數(shù)字控制回路的增益余量、相位余量和帶寬。

5) 重復(fù)步驟2-4，直至電源系統(tǒng)調(diào)試完成。

由于 TI 已經(jīng)簡(jiǎn)化了其最新的powerSUITE數(shù)字電源軟件設(shè)計(jì)工具

Solution Adapter工具讓你可以改寫TI數(shù)字電源包中已有的代碼實(shí)例，將其配置為可以運(yùn)行在你自己定制的數(shù)字電源電路板上，使用與TI工具包相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖形用戶界面(GUI)將引導(dǎo)你完成整個(gè)流程：選擇需要改寫的解決方案、選擇與該解決方案相關(guān)的選項(xiàng)，并定制這些選項(xiàng)，以令軟件解決方案可以應(yīng)用在你定制的硬件設(shè)計(jì)之中。

軟件頻率響應(yīng)分析儀(SFRA)工具實(shí)現(xiàn)了，使用軟件進(jìn)行封閉回路數(shù)字控制電源轉(zhuǎn)換器的開放回路增益的測(cè)量。這讓你可以輕松、便捷地測(cè)量電源設(shè)計(jì)的帶寬、增益余量和相位余量（請(qǐng)參閱這篇博客文章，獲取更多詳情）。

補(bǔ)償設(shè)計(jì)師工具實(shí)現(xiàn)了不同樣式的補(bǔ)償器設(shè)計(jì)，以獲得所需的封閉回路性能。將測(cè)量得到的功率級(jí)或者SFRA工具或者模型化功率級(jí)上的plant數(shù)據(jù)用作解決方案適配工具的一部分，就可以實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)。需要在器件上進(jìn)行編程的系數(shù)將由解決方案適配器生成，可以直接拷貝到代碼中。

使用全新的數(shù)字電源助推包，學(xué)習(xí)這些數(shù)字電源設(shè)計(jì)概念，并將其輕松應(yīng)用。數(shù)字電源助推包執(zhí)行的是一個(gè)單一的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器功率級(jí)，以及一個(gè)板上可調(diào)式負(fù)載（由軟件控制）。

這個(gè)開發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)化了數(shù)字補(bǔ)償器和數(shù)字控制回路的設(shè)計(jì)工作，讓電源設(shè)計(jì)師可以更好地專注于功率級(jí)設(shè)計(jì)。你將如何使用這個(gè)全新的軟件工具和開發(fā)包套件？請(qǐng)?jiān)谙路搅粞裕?/p>

如需更多信息：

閱讀TI有關(guān)如何選擇數(shù)字電源IC的白皮書

TI的數(shù)字電源頁(yè)面

TI C2000?實(shí)時(shí)控制MCU數(shù)字電源解決方案

原文鏈接：

https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2015/03/16/demystifying-the-digital-power-compensator-design-process

編輯：jq