動態電壓調節意味著可以在運行期間調節電源的輸出電壓。進行此類調節有多種原因。

 

在輕載運行條件下，提高PFC級的轉換效率

 

用于功率補償的功率因數校正(PFC)級，可將電網電壓的交流電壓提升至直流中間電路電壓。在240 V交流系統中，這種中間電路電壓一般為380 V，如圖1所示。ADP1047  PFC控制器可以使用DVS，在不影響設定的380 V電壓的情況下獨立降低輸出電壓負載，例如，降低至360 V。在采用部分負載運行期間，此舉可以提高電源的轉換效率。

 

圖1. 帶下游ADP1046直流-直流轉換器的ADP1047 PFC級。

 

微控制器在各種工作狀態下高效運行

 

另一個DVS使用示例如圖2所示。在此示例中，ADP2147 降壓型開關穩壓器為數字信號處理器(DSP)供電。在許多應用中，都可以使用微控制器、DSP或FPGA來提高系統效率，方法是：在處理器處于待機模式時降低內核電壓。在VDD_INT電壓（內核電壓）降低（例如，在DSP在低負載狀態下運行時，從1.2 V降低至1.0 V）時，多種DSP，包括ADI提供的ADSP-BF527 都可以更高效地運行。處理器的功耗在很大程度上與其時鐘頻率和工作電壓的平方成比例。將ADSP-BF527的電源電壓降低25%，動態功耗會降低超過40%。ADI的許多DSP都具有類似特性。

 

圖2. 具有DVS功能的ADP2147開關穩壓器可實現ADSP-BF527的高效運行。

 

改善負載瞬態后的恢復速度

 

如之前的兩個示例所示，使用DVS的常見原因是提高效率或降低損耗。但是，也存在其他一些有趣的應用。許多系統都要求采用經過精準調節的電源電壓。對于圖3所示的電壓范圍，可以使用1.2 V內核電壓。該電壓可以為1.2 V ± 10%。在這個示例中，在靜態負載下和負載動態變化時都要保持電壓不變。如果將反饋控制設置在允許范圍的中間，一半范圍適用于靜態誤差源，也適用于負載瞬態之后的動態電壓變化。有一個小技巧，即在低負載時稍微提高輸出電壓，在高負載時稍微降低輸出電壓。在高負載情況下，有時會采用更低負載，此時一般出現小幅度電壓過沖。可以通過稍微降低高負載的設定點電壓，將這種電壓過沖保持在允許范圍內，如圖3所示。左側為高負載，右側為低負載。

 

圖3. 基于負載電流動態調節電源電壓。

 

相反的情況自然也適用。當負載較低時，它在某個時間點會上升。可能動態出現電壓過沖。在低負載下，電壓稍微升高，因此仍保持在允許范圍內。對于這種特性，通常稱之為電壓自動定位。

 

除了上述應用外，還有許多其他應用的動態變化電壓也是有利的。例如控制直流電機、操作執行器，或驅動Peltier元件進行溫度調節。動態電壓調節是指動態調節生成的電壓，對于許多應用，這種調節非常有幫助，甚至是必要的。特別是在數字控制電源中，DVS很常見，也很容易實現。

 

 

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