動態電壓調節DVS用途介紹

穩壓器通常用于產生恒定的穩壓輸出電壓。通過控制環路，從未穩壓的輸入電壓產生穩定和精確的電源。那么，動態電壓調節（DVS）有什么用途呢？

動態電壓調節意味著可以在運行期間調整電源的輸出電壓。出于各種原因，可以進行這種調整。

提高輕負載操作中PFC級的轉換效率

用于無功補償的功率因數校正（PFC）級將電網電壓的交流電壓增加到直流中間電路電壓。在240 V交流系統中，該中間電路電壓通常為380 V，如圖1所示。ADP1047 PFC控制器可以使用DVS，并將輸出電壓負載從設定的380 V（例如，降至360 V）相關。這可以提高電源在部分負載下運行時的轉換效率。

圖1.ADP1047 PFC級，內置下游ADP1046DC-DC轉換器。

微控制器在各種工作狀態下高效運行

DVS 使用的另一個示例如圖 2 所示。這里，降壓型開關穩壓器ADP2147為數字信號處理器（DSP）供電。在許多應用中，當處理器處于待機模式時，可以通過降低內核電壓來提高帶有微控制器、DSP 或 FPGA 的系統的效率。當VDD_INT電壓（內核電壓）降低時，包括ADSP-BF527在內的許多DSP可以更高效地工作，例如，當DSP在低工作負載條件下運行時，從1.2 V降至1.0 V。處理器的功耗很大程度上是其時鐘頻率和工作電壓平方的函數。將ADSP-BF527的電源電壓降低25%，可將動態功耗降低40%以上。

圖2.具有DVS的開關穩壓器ADP2147，可實現ADSP-BF527的高效工作。

提高負載瞬變后的恢復速度

如前兩個示例所示，使用DVS的常見原因是提高效率或降低損耗。但是，還有其他有趣的應用程序。在許多系統中，需要非常精確調節的電源電壓。圖3顯示了允許內核電壓為1.2 V的電壓范圍。可能是 1.2 V ± 10%。在本例中，不僅在靜態負載情況下必須保持電壓，而且在負載動態變化時也必須保持電壓。如果將反饋控制設置在允許范圍的中間，則一半的范圍將可用于靜態誤差源以及負載瞬變后的動態電壓變化。一個不錯的技巧是略微增加低負載的輸出電壓，略微降低高負載的輸出電壓。在高負載情況下，可以預期在某個時間點將施加較低的負載，通常具有較小的電壓過沖。通過略微降低高負載的設定點電壓，將其保持在允許范圍內，如圖3所示。左側提供高負載，右側提供低負載。

圖3.根據負載電流動態調整電源電壓。

相反的情況自然也有效。當負載較低時，可以預期它會在某個時間點上升。然后，電壓下沖可能會動態發生。電壓在低負載時略有升高，使其保持在允許范圍內。此功能的一個常用術語是自動電壓定位。

除了這里介紹的應用之外，還有許多其他應用，其中動態變化的電壓是有益的。一些示例包括控制直流電機、操作執行器或驅動帕爾貼元件進行溫度調節。動態電壓調節，即對產生的電壓進行動態調整，在許多應用中是有幫助的，甚至是必要的。特別是在數字控制電源中，DVS司空見慣且易于實現。

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