数字电源之我见（1）典型控制系统框图

本文以电压模式BUCK电路为例，从数字电源的基本原理说起，先介绍一下数字控制的系统框图，从信号流的角度去概括性的描述每一个模块的主要作用，如图1所示。

图1 数字控制电源的系统框图

一般而言，对于开关电源来说，我们控制的目标是输出电压（或者输出电流）Vo(t),那么，类似于在模拟电源中，首先对输出电压进行信号调理分压，以便将这个电压处理为一个接近基准电压的值，这部分模块我们用H(s)来表示，得到Vs(t)信号。

Vs(t)电压进入芯片之后，会进行一个模数转换过程，即采用芯片内部的ADC模块将模拟电压Vs(t)转化为一系列离散的数字序列，Vs*[k],这里的ADC具有一定的采样周期T,及相应的分辨率（如12bit对应4095），信号采样后的形式为Vs[k].

一般而言，tk代表每一个采样时刻，那么，采样时刻对应的模拟采样电压值为Vs(tk),数字化的采样电压为Vs*[k],Vs(tk)通过ADC转化后得到Vs*[k].

这里我们讨论一个典型的问题，ADC的采样周期一般会设置为多少呢？通常，我们会把ADC的采样周期T设为PWM开关的开关周期Ts，

这样把ADC采样过程和开关过程就同步起来了，会有什么好处呢？由于采样周期和开关周期相同，那么采样频率也就等于开关频率，所以，在每一个开关周期内，采样总是发生在同一个固定的位置。

此时，有人说是否可以把ADC的采样频率设为高于开关频率而有助于减小控制延时呢？这一点我们后面会进行探讨。

接下来，采样后的值Vs*[k]会和内部的数字控制参考Vref来比较产生控制误差e[k],这个控制误差就会被芯片内的数字补偿器所计算，每一个开关周期产生一个数字控制命令u[k]。

最后，计算出来的数字命令u[k]，会传输给芯片内部的数字PWM模块即DPWM，通过它调制出一个正比于数字命令u[k]的脉冲信号c(t)。一般地，这个信号会在开关周期之初被Latch住，以避免在周期内功率开关的占空比会多次变化。如图所示，根据所产生的脉冲信号c(t)以及功率电路要求的PWM输出模式，芯片会产生相应的驱动脉冲信号组合，这里图示为同步buck电路，所以会产生一组互补驱动脉冲，主开关的占空比就是c(t)。