選擇合適的控制器

在當(dāng)今的高壓系統(tǒng)中，磁性元件在整體電源轉(zhuǎn)換級中占據(jù)很大一部分。要減小磁性元件的尺寸，必須提高工作頻率。接下來需要專用數(shù)字控制來管理高壓系統(tǒng)的各種高性能要求。這些控制器需要實時運行，精確測量系統(tǒng)參數(shù)（如電壓、電流和溫度）；應(yīng)用控制算法計算輸出命令；支持提高功率密度所需的高頻率。實時控制的關(guān)鍵是盡可能縮短檢測、處理和控制功能之間的時間。更好的實時信號鏈性能可實現(xiàn)更快的瞬態(tài)響應(yīng)、更穩(wěn)定和更精確的功率轉(zhuǎn)換以及更高的功率密度。

實時控制中的一個挑戰(zhàn)是極限環(huán)振蕩，這是指脈寬調(diào)制 (PWM) 輸出無法物理收斂于控制律的數(shù)學(xué)解。這會導(dǎo)致 PWM 輸出圍繞實解振蕩，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。微控制器 (MCU)（例如 TI 的 C2000? 實時 MCU）上的高分辨率 PWM (HRPWM) 模塊能夠以 150ps 的增量調(diào)制 PWM 邊沿。這比基于系統(tǒng)時鐘速率的傳統(tǒng) PWM 產(chǎn)生技術(shù)提高了 60 倍（參閱圖 6），可實現(xiàn)更高精度的 PWM 邊沿。一對互補的波形的周期、相位以及插入的死區(qū)時間都有助于實現(xiàn)這種高分辨率技術(shù)。

另一個實時控制難題是在三級逆變器拓?fù)渲行枰毺氐墓收媳Ｗo。對于三級逆變器，您必須保持正確的關(guān)閉順序，以免損壞 FET，而不是在兩級逆變器中立即同時關(guān)閉所有 FET。過去，一些設(shè)計人員使用外部硬件電路（例如現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 或復(fù)雜可編程邏輯器件 (CPLD)）來實現(xiàn)這種級別的保護，但這些電路會增加系統(tǒng)成本和開發(fā)工作量。

為了解決這個問題，C2000 可配置邏輯塊提供了一種通過軟件在芯片內(nèi)部創(chuàng)建自定義邏輯的機制，可以更簡單地替代由外部 FPGA 或 CPLD 實現(xiàn)的功能，并且有助于減少系統(tǒng)成本和開發(fā)工作量。

寬帶隙器件理論上有助于極大地提高效率和功率密度。如果不采用隔離式柵極驅(qū)動器和數(shù)字控制器等其他元件創(chuàng)新，您將無法在設(shè)計中完全實現(xiàn)效率提升。