基于ZL2008數(shù)字DC-DC電源控制電路設計

　　ZL2008是最新一代數(shù)字DC-DC電源控制器，使用了Intersil Zilker Labs的引腳設置技術(shù)配置功率轉(zhuǎn)換和電源管理參數(shù)。傳統(tǒng)的模擬電源無論在拓撲結(jié)構(gòu)、器件、效率、功能上都日臻完善，應用也極為廣泛，并且有大量的工程技術(shù)人才熟悉和正在設計使用模擬電源。但模擬電源最大的缺點是缺乏靈活性，在應用的需求變化時，需要花很多時間進行重新設計、驗證和測試。

　　數(shù)字電源可通過數(shù)字方式對電源系統(tǒng)的各項參數(shù)進行設定，實現(xiàn)一次設計、反復使用，并且易于擴展。Intersil 公司推出的ZL2008是最新一代數(shù)字DC-DC電源控制器，使用了Intersil 的引腳設置技術(shù)配置功率轉(zhuǎn)換和電源管理參數(shù)，同時通過PMBus接口進行遙測和監(jiān)控，補償、電流分配和輸出電壓等工作參數(shù)可以通過引腳進行配置。 ZL2008可用搭積木的方式搭建直流電源，使用3.3V單相電源到12V輸入的多相電源。

　　圖1 ZL2008的功能框圖

　　設計特點： 自適應控制算法

　　目前的嵌入式電源系統(tǒng)通常是針對最大負載的情況進行的效率優(yōu)化，通過限制系統(tǒng)內(nèi)部的總體散熱量，達到減少峰值熱應力的目的。然而不幸的是，大多數(shù)系統(tǒng)通常工作在遠低于峰值的狀況下，電源系統(tǒng)卻是針對峰值負載的情況進行優(yōu)化的，因此通常達不到最佳的轉(zhuǎn)換效率。雖然這不會產(chǎn)生熱應力，但是會消耗更多的電能，進而導致更高的總體系統(tǒng)運行成本。

　　ZL2008 DC-DC采用自適應的控制算法，使功率轉(zhuǎn)換器自動改變運行狀態(tài)，始終工作在最佳的效率點上，提高效率和整體性能，而只需用很少或不用用戶的干預。

　　圖2 ZL2008的典型應用電路

　　ZL2008的PWM環(huán)路使用一個模擬和數(shù)字混合模塊，能夠?qū)β兽D(zhuǎn)換的整個進程實現(xiàn)精確的控制，而且不需要任何軟件。ZL2008集成了各種電源管理功能，可以用簡單的引腳連接進行配置。用戶配置可以保存在內(nèi)部的非揮發(fā)性存儲器里（NVM）。另外，全部功能可以通過SMBus硬件接口，使用標準的PMBus命令進行配置和監(jiān)控。ZL2008包括先進的節(jié)能算法，能夠持續(xù)地調(diào)整電源，將損耗降至最低值。嵌入式控制器使用這些算法，實時調(diào)節(jié)各種工作參數(shù)（死區(qū)時間，開關頻率，低側(cè) FET導通時間，等等），以優(yōu)化效率。這樣，ZL2008可以適應生產(chǎn)變化、溫度變化、負載變化、輸入電壓變化、溫度變化和元件老化帶來的影響，提供最高的性能。該器件還集成了功率轉(zhuǎn)換控制、電源管理、故障管理和遙測等功能，可節(jié)省數(shù)十個元器件，大大降低了材料成本。隨之而來的另一個好處是加快了開發(fā)進度，減少了生產(chǎn)制造的時間。