New-Tech Magazine | December 2018

POWER SOLUTIONS מוסף מיוחד

ספקי כוח דיגיטליים: הזדמנויות לפיתוחי ספקי כוח

Dr. Michael Hallworth, XP Power

, x]n -1 [ והתוצאה הקודמת של הכניסה לבקר, . B 1 המוכפלת במקדם בהמשך לזה יש עוד יחידת זמן השהיה, ולכן הביטוי לשגיאה עבור שתי דגימות . B 2 , שיוכפל במקדם x ] n -2[ קודמות הינה , אותו ההליך מיושם 3 בצדו הימני של איור על המוצאים של הבקר. המוצא הקודם של והמוצא A 1 , מוכפל במקדם y ] n -1[ הבקר , מוכפל y ] n -2[ , משתי הדגימות הקודמות . מכפלות אלו נצברות ונסכמות יחד A 2- ב והתוצאה היא המוצא החדש של הבקר , הינו y ] n לזמן דגימה זה. מוצא הבקר, [ עבור Duty Cycle הערך החדש של ה – Pulse Width ממירי אפנון רוחב הדפקים ( ) או של תדר המיתוג Modulation – PWM Pulse בטופולוגיות אפנון תדר הדפקים ( .) Frequency Modulation – PFM בדיוק כפי שמעגל הפיצוי האנלוגי במישור תהיה 3 , לבקר זמן בדיד שבאיור S ה- . מקדמי הבקר z תגובה בתדר במישור ה- יהיו אלה שיקבעו את תגובת התדר ומכאן את היציבות של ספק הכוח. לפיכך, על המהנדס לחשב אנליטית את מקדמי הבקר על מנת לייצב את ספק הכוח. מיקרו-מעבדים משמשים כבר שנים רבות

בספקי הכוח הדיגיטלים אשר רואים באיור האנלוגי ומעגל הפיצוי האנלוגי IC , הבקר 2 המתאים הוחלפו על ידי מיקרו-מעבד. המיקרו-מעבד משמש לסגירת חוג המשוב של ספק הכוח. בספק כוח דיגיטלי טיפוסי, ) ADC ( Analog - to - Digital מודול הממיר שנמצא על הכרטיס המיקרו-מעבד דוגם אתמתחהמוצאאו את זרםהמוצא. ערך זה מושווה לערך ייחוס דרוש כאשר התוצאה המתקבלת הנה טווח השגיאה. את טווח השגיאה נזין בכניסה לבקר זמן בדיד (בדרך כלל בקר שני קטבים-שני אפסים, שלושה קטבים-שלושה אפסים) שיש לו קטבים . z ואפסים במישור הזמן הבדיד, מישור בבקר זמן זה זמני הפעולה והאינטרוולים הינם מוגדרים וקבועים מראש – לכל זמן חדשה זמינה. ADC פעולה יש דגימת לדוגמא של בקר זמן בדיד ניתן לראות פעולות הכפלה 5 . הבקר מכיל 3 את איור וחיבור המיוחסים לפקודות הצובר-סוכם )) על לוח MAC ( Multiplier - Accumulator ( .) DSP מעבד האותות הדיגיטליים ( וטווח x ] n הכניסה לבקר למשך זמן הדגימה [ . B0 השגיאה, מוכפלת על ידי הבקר במקדם הינו השהייה של יחידה אחת z -1 הביטוי

במהלך חמשת השנים האחרונות ניתן לראות גידול מואץ בתחום ספקי הכוח הדיגיטליים כאשר התעשייה מנצלת יתרונות רבים שהבקרה הדיגיטלית מביאה לעולם האנלוגי המסורתי. זה נתמך על ידי מוצרים רבים מיצרנים שונים של מיקרו- מעבדים שמכוונים במיוחד לשוק ספקי הכוח הדיגיטליים. בספקי כוח אנלוגיים מסורתיים הבקרה המורכב ממגברי IC מוטמעת בעזרת בקר שרת וכן מגברים משווים המשולבים עם סדרות של קבלים ונגדים חיצוניים שנבחרו בקפידה המהווים את מעגל פיצוי. אלה מאפשרים לספק הכוח את ביצועי העומס הטרנזיאנטי הרצוי ואת היציבות . מעגל הפיצוי S במישור התדר, מישור הינו קבוע ובדרך כלל ביצועיו פוחתים עקב הימצאותו של המצמד האופטי שמגביל את רוחב הסרט במשוב. ניתן לראות זאת .1 באיור כאשר אנו מתייחסים לספקי כוח דיגיטליים אנו למעשה מתכוונים למשוב בקרה שמסדיר ומייצב את ספק הכוח – זה האנלוגים ששימשו IC מחליף את בקרי ה- בספקי כוח ממותגים מאז שנות השמונים.

New-Tech Magazine l 62