動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)DVS有什么用途

穩(wěn)壓器通常用于產(chǎn)生恒定的穩(wěn)壓輸出電壓。通過控制環(huán)路，從未穩(wěn)壓的輸入電壓產(chǎn)生穩(wěn)定和精確的電源。那么，動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)（DVS）有什么用途呢？

動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)意味著可以在運(yùn)行期間調(diào)整電源的輸出電壓。出于各種原因，可以進(jìn)行這種調(diào)整。

提高輕負(fù)載操作中PFC級(jí)的轉(zhuǎn)換效率

用于無功補(bǔ)償?shù)?a target="_blank">功率因數(shù)校正（PFC）級(jí)將電網(wǎng)電壓的交流電壓增加到直流中間電路電壓。在240 V交流系統(tǒng)中，該中間電路電壓通常為380 V，如圖1所示。ADP1047 PFC控制器可以使用DVS，并將輸出電壓負(fù)載從設(shè)定的380 V（例如，降至360 V）相關(guān)。這可以提高電源在部分負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)換效率。

圖1.ADP1047 PFC級(jí)，內(nèi)置下游ADP1046DC-DC轉(zhuǎn)換器。

微控制器在各種工作狀態(tài)下高效運(yùn)行

DVS 使用的另一個(gè)示例如圖 2 所示。這里，降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器ADP2147為數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）供電。在許多應(yīng)用中，當(dāng)處理器處于待機(jī)模式時(shí)，可以通過降低內(nèi)核電壓來提高帶有微控制器、DSP 或 FPGA 的系統(tǒng)的效率。當(dāng)VDD_INT電壓（內(nèi)核電壓）降低時(shí)，包括ADI公司的ADSP-BF527在內(nèi)的許多DSP可以更高效地工作，例如，當(dāng)DSP在低工作負(fù)載條件下運(yùn)行時(shí)，從1.2 V降至1.0 V。處理器的功耗很大程度上是其時(shí)鐘頻率和工作電壓平方的函數(shù)。將ADSP-BF527的電源電壓降低25%，可將動(dòng)態(tài)功耗降低40%以上。ADI公司的許多DSP都以類似的方式運(yùn)行。

圖2.具有DVS的開關(guān)穩(wěn)壓器ADP2147，可實(shí)現(xiàn)ADSP-BF527的高效工作。

提高負(fù)載瞬變后的恢復(fù)速度

如前兩個(gè)示例所示，使用DVS的常見原因是提高效率或降低損耗。但是，還有其他有趣的應(yīng)用程序。在許多系統(tǒng)中，需要非常精確調(diào)節(jié)的電源電壓。圖3顯示了允許內(nèi)核電壓為1.2 V的電壓范圍?？赡苁?1.2 V ± 10%。在本例中，不僅在靜態(tài)負(fù)載情況下必須保持電壓，而且在負(fù)載動(dòng)態(tài)變化時(shí)也必須保持電壓。如果將反饋控制設(shè)置在允許范圍的中間，則一半的范圍將可用于靜態(tài)誤差源以及負(fù)載瞬變后的動(dòng)態(tài)電壓變化。一個(gè)不錯(cuò)的技巧是略微增加低負(fù)載的輸出電壓，略微降低高負(fù)載的輸出電壓。在高負(fù)載情況下，可以預(yù)期在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)將施加較低的負(fù)載，通常具有較小的電壓過沖。通過略微降低高負(fù)載的設(shè)定點(diǎn)電壓，將其保持在允許范圍內(nèi)，如圖3所示。左側(cè)提供高負(fù)載，右側(cè)提供低負(fù)載。

圖3.根據(jù)負(fù)載電流動(dòng)態(tài)調(diào)整電源電壓。

相反的情況自然也有效。當(dāng)負(fù)載較低時(shí)，可以預(yù)期它會(huì)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上升。然后，電壓下沖可能會(huì)動(dòng)態(tài)發(fā)生。電壓在低負(fù)載時(shí)略有升高，使其保持在允許范圍內(nèi)。此功能的一個(gè)常用術(shù)語是自動(dòng)電壓定位。

除了這里介紹的應(yīng)用之外，還有許多其他應(yīng)用，其中動(dòng)態(tài)變化的電壓是有益的。一些示例包括控制直流電機(jī)、操作執(zhí)行器或驅(qū)動(dòng)帕爾貼元件進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)，即對(duì)產(chǎn)生的電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，在許多應(yīng)用中是有幫助的，甚至是必要的。特別是在數(shù)字控制電源中，DVS司空見慣且易于實(shí)現(xiàn)。