数字开关电源的可控性强，详细的设计好数字开关电源电路，做好预备作业有助于提高数字开关电源设计的精确性，防止在作业中出现问题。本文将剖析介绍什么是数字开关电源技术，依据详细的设计事例谈论运用，以此确保数字开关电源设计的可靠性。

1模仿和数字开关电源比照

虽然现在数字开关电源有了长足的开展，可是现在市场上主流电源仍是选用的模仿技术。因为模仿开关电源开展时间比较久，所以相关的技术、选用的元器材以及相关工艺等都比较老练，结构设计方面现已趋于稳定，且成本较低。

数字开关电源因为相较于模仿开关电源具有很大优势，故最近成为开关电源的一个重要打开方向，两者电路结构比较一个比较大的差异是，模仿开关电源的PWM信号，是在扩展器、斜坡补偿等电路的作用下发生的，这些电路是纯粹的模仿电路，而数字开关电源的PWM信号，则是经过采样反馈电压然后经过数字电路的处理，发生的DPWM信号。

数字开关电源电路的首要组成部分为:（1）模数转化器(A/D)，作用是对输出电压采样；（2）数字补偿器，作用是确定开关占空比；（3）数字脉宽调制器(DPWM)，作用是输出PWM信号，操控开关管和同步整流管的开断。能够看出与模仿开关电源比较，比较大的差异就是运用了数字操控代替模仿操控，其间补偿器具有可编程功用和维护功用，这样就能够在不调度相同操控器硬件的无源器材的基础上，完毕与不同的功率级电路协作运用，增加了电路的通用性。并且跟着数字操控器打开，能够完毕关于传统模仿电路来说不切实际的操控方案，比如精确匹配移相占空比能够运用专用的数字操控器完毕简略安稳的电压调度模块(VRM)的操控；在变压器阻隔的DC-DC转化器中，经过阻隔的数字信号传输可用于处理与规范模仿办法相关的有限带宽和大增益改动；能够在不改动芯片中元器材的基础上，经过更新固件操控算法来满意新的参数要求。所以数字开关电源相较于模仿开关电源在可编程才干、算法操控、操作精度和可靠性、通用性方面都有较大的优势。但数字开关电源也存在自己的下风，一个是选用了选用了模仿加数字混合的技术，需求合理设计电路来行进数模模数转化工程中的精度，一个是数字操控部分需要选用的DSP等模块相较于模仿开关电源成本高出许多。

2数字开关电源电路设计及其操控技术

2.1电路设计剖析

数字开关电源的操控电路是中心的部分，电路要和硬件配备彼此结合，确保数字开关电源作业进程的可靠性。现阶段数字开关电源电路设计选用数字化技术，完毕数字化操控。数字开关电源电路选用高度集成化的设计办法，行进电路设计的精确性。

数字开关电源电路中的操控体系能够实时监测电路内的电流与电压，比照数字开关电源中预先设计的技术方针，剖析电路中是否有电流失常或许电压失常的情况，防止发生电源事端，全面维护好数字开关电源的电路作业，一同还能方便人员监控数字开关电源的运用。在数字开关电源电路设计中还要专门设计可显现的电路，监督数字开关电源电路的作业，下降安全事端的发生机率。

2.2数字开关电源操控技术

（1）单片机操控

单片机对数字开关电源进行操控时，体系先进行输出信号的采样，将采样信号进行A/D转化，得到数字信号，然后对数字信号进行精确的运算和调度，而后将运算作用转化为模仿信号来驱动PWM操控芯片，然后直接的完毕开关电源的数字化操控。单片机的数字开关电源操控只需求运用几个简略的单片机就可完毕闭环操控，一方面设计成本低、操控办法明晰，且技术已适当老到；另一方面拓扑电路结构凌乱、数字转化的延时较长，然后引起体系动态功用和稳压精度较低。虽然经过在单片机上进行PWM输出的集成能够改进数字推迟的时间，可是在单片机的时钟频率范围内无法发生于开关电源作业频率相适应的PWM输出操控信号。

（2）数字芯片操控

选用高功率的数字操控芯片（如DSP）来进行开关电源体系的采样，然后进行A/D转化输出PWM操控信号，经过驱动扩展DSP输出的PWM信号，然后将其作用于开关管。为行进体系的动态响应速度，改进输出电压的调整精度，应选用高运算速度、高频率的操控芯片，便于迅速地完毕体系的操控算法，精确操控开关电源的数字逻辑。但是，高功率的数字芯片因为技术难度大、操控逻辑凌乱、成本较高、性价比低，无法在开关电源范畴得到广泛运用。数字开关电源的优势是模块集成化程度高、数字智能芯片可操作性强、通讯功用易于完毕等，凭仗这些优势数字开关电源越来越受到当时市道的青睐，但不可否认，当时数字开关电源依然存在许多亟待处理的技术问题，比如操控周期长、相位推迟时间长、数字开关电源采样及量化精度低一级。

3依据UCD3138的数字开关电源设计

UCD3138是一款高功率的数字开关电源芯片，此数字操控器在单一芯片处理方案内提供了高集成度和完美的灵活性，仍是一款完全可编程的芯片。本设计运用UCD3138芯片设计了硬开关全桥同步整流变换器，并进行了优化设计，以此削减无源元件的数量，行进运算速度。

1原边开关器材设计

考虑电压电流、电路开关频率等要素，预留必定的安全裕量，选取全桥拓扑的4个开关管为耐压120V的N沟道MOS管；副边同步整流管运用两个的N沟道MOS管，类型与开关管相同，以下降导通损耗；又因输出电流较大，为减小输出电路的电压电流尖峰现象，在整流管处增加RC吸收电路。

2驱动电路设计

因为驱动电路和主电路相连，为防止主电路上的高压灌入到驱动电路上将驱动电路损坏，使电源模块无法正常作业，设计时，将驱动电路与原边电路进行必定绝缘维护，终究满意耐压和驱动安稳的要求。此设计MOSFET驱动电路选用驱动芯片，驱动芯片为UCC27211，是高速低侧双MOS驱动器，每个芯片能够驱动两片MOS管。

3数字操控环路设计

运用UCD3138设计数字操控环路时，依据数字开关电源环路操控的特色，将具有高速运算才干的环路外设配备经过失扩展器用于输出数字脉宽调制（DPWM）信号来操控驱动全桥拓扑的电源模块的开关器材。此外模仿差分信号EAP和EAN经过前端模块中一个专用过失模数转化器（EADC）变换成数字信号，再经过数字PID补偿器调度后输出调制信号送到数字PWM模块，发生DPWN信号驱动开关管。数字开关电源模块的操控体系经过UCD3138芯片的ADC采样模块对输出电压进行采样，将模仿量转化成数字量后送入数字芯片的PID操控器，经过算法调整PWM波的占空比后，驱动全桥开关管，完毕改动输出电压的意图。

随着现在社会作业的打开，市道上数字开关电源的占比逐渐增加，而且作业中数字开关电源的运用进程中比较注重功用方针，然后对数字开关电源设计提出了更高的要求。数字开关电源逐渐代替了传统的电源，改进了传统电源的功用，设计中应着重数字开关电源的操控功用及安全功用，规范数字开关电源的设计进程，增强数字开关电源的设计与运用。