数字电源简介及基于MCU控制的数字电源电路设计

　　数字电源具有以下特点：数字化控制的电源转换，以 MCU（微控制器）或 DSP（数字信号处理器）为核心，它能实现 PWM（脉宽调制）稳压回路控制、 软件启动等功能;数字电源管理，对电压和电流等电源输出进行配置的功能;采用整合数字电源（fusion digital power）技术，实现了开关电源中模拟组件与数字组件的优化组合，例如，功率级所用的模拟组件——MOsFET驱动器，可以方便地与数字电源控制器相连 并实现各种保护;能达到很高的技术指标，例如，其 PWM 分辨力可达150 ps（10 S～12 S）水平，这是传统开关电源所望尘莫及的;大量的电源管理和一些电源控制功能是通过 PMBus（电源管理总线）实现的，PMBus 是一种开放标准的数字电 源管理协议，该协议是2004年10月由2家世界领先的电源公司 Artesyn Technologies和AstecPower，以及6家世界领先的半导体企业共同建立。

　　数字电源的硬件设计

　　数字电源属于开关电源类产品，其主要的性能指标有：纹波与噪声、电源转换效率、输出电压稳定度、保护与安全特性。性能指标数据的高低直接影响数字电源产品的品质好坏。本文重点介绍数字电源的系统组成、PWM 稳压回路和电源滤波电路的设计。

　　数字电源有 MCU 控制和 DSP 控制两种解决方案。本数字电源系统采用 MCU 控制方案，整个系统由主控制器、PWM 稳压回路、电流电压取样电路、键盘 显示电路、电源滤波电路等组成，其系统的框图见图1。数字电源的主控制器是深圳宏晶科技有限公司生产、具有A/D转换和 PWM 功能、高速/低功耗 STC12C5410AD 型单片机，其内部配有10 kB 程序存储器和512 B 的 RAM。电流电压的取样信号反馈到单片机的 A/D 输入端，经数字信号处理分析，单片机输出 PWM 信号，控制 PWM 稳压回路的功率开关管的导通或截止， 经功率电感的充放电实现能量转换。

　　用户不仅能从显示器上观察到当前的电源参数，还可通过键盘随时修改电源参数。单片机通用串行口实现上位计算机与数字电源之间通信。