關(guān)于數(shù)字控制的iW2202芯片應(yīng)用
關(guān)鍵詞：iW2202；pulse TrainTM；數(shù)字化APFC；無(wú)高壓電解電容
O 引言
傳統(tǒng)的模擬控制技術(shù)，有頻率(PFM)、脈寬(PWM)控制等。隨著單片機(jī)等各種廉價(jià)的微處理器芯片推廣應(yīng)用，在弱電核心控制與保護(hù)之中發(fā)揮愈來(lái)愈強(qiáng)大功能，把微處理器在PCB上與傳統(tǒng)模擬控制芯片聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)沒(méi)計(jì)者的嵌入式數(shù)碼方案思維。只可惜電路太復(fù)雜，且還須編程序等，比較麻煩，總成本仍居高不下。于是，一般設(shè)計(jì)人員不得不望數(shù)碼興嘆，繼續(xù)沿用廉價(jià)和不必編程序的模擬芯片應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
一些報(bào)刊曾發(fā)表iW220l和iW2202數(shù)字控制器應(yīng)用文章，但均是取材于iWatt公司2004年的資料，與現(xiàn)實(shí)相去甚遠(yuǎn)，例如《電子報(bào)》2006年4月30日第17期第14版文章中圖示，以及《電源技術(shù)應(yīng)用》2006第4期第47頁(yè)圖7中，還有《中國(guó)電源博覽》2006年第l/2期合刊第44頁(yè)圖7之中，iW2202只有8個(gè)腳。iWatt公司現(xiàn)在生產(chǎn)的iW2202產(chǎn)品，實(shí)際上是14個(gè)腳!駿龍科技公司作為iWatt公司的中國(guó)銷售代理商，認(rèn)為必須把最新事實(shí)公諸于眾，以免受一些傳媒誤導(dǎo)以為：“8個(gè)腳的iW2202才是行貨，其他非8個(gè)腳的是水貨”，這就不利于iW系列芯片的良性推廣。
1 iW2202簡(jiǎn)介
iWan公司自主研發(fā)了一種“pulse Train專利技術(shù)”．該專利技術(shù)之內(nèi)核，是用了一個(gè)功率脈沖發(fā)生器(用于強(qiáng)電控制)和一個(gè)檢測(cè)脈沖發(fā)生器(用于弱電數(shù)碼處理)。如圖1所示。
iWatt公司的iW2202對(duì)于pulse Train每個(gè)周期，均對(duì)二進(jìn)制誤差信號(hào)取樣，用iW2202自有最優(yōu)化算法邏輯，來(lái)計(jì)算出脈沖串的最優(yōu)量化，直到滿足數(shù)碼反饋設(shè)定值。使用iW2202不需要另外編程序，就可以得到數(shù)碼控制之效果。其中，iW22202數(shù)碼控制內(nèi)涵，包括：“功率周期”、“傳感周期”、“智能跳躍周期”等數(shù)控模式。
(1)“功率周期”導(dǎo)通時(shí)間為“傳感周期”導(dǎo)通時(shí)間的4倍。
(2)“功率周期”脈沖電流為“傳感周期”脈沖電流的4倍。
(3)“功率周期”輸出能量為“傳感周期”輸出能量的16倍。
(4)當(dāng)系統(tǒng)輸出高于預(yù)置定值時(shí)，增加“傳感周期”脈沖，并減少“功率周期”脈沖串的輸出，降低系統(tǒng)的輸出，使之迅速回歸預(yù)置定標(biāo)值。反應(yīng)速率迅敏，非一般模擬IC可比的。
(5)當(dāng)系統(tǒng)輸出低于預(yù)置定值時(shí)，減少傳感周期脈沖，并增加功率周期脈沖串的輸出，提升系統(tǒng)的輸出，使之迅速回歸預(yù)置定標(biāo)值。反應(yīng)速率超常。比一般模擬IC好得多了。
(6)當(dāng)輕負(fù)載或空載時(shí)，iW2202內(nèi)部系統(tǒng)自動(dòng)切換為“智能跳躍周期”模式，停止發(fā)送功率周期脈沖，使iW2202待機(jī)功耗極小，滿足“能源之星”和“藍(lán)天使”規(guī)范要求
(7)iW2202具有“磁復(fù)位自動(dòng)控制”功能，即當(dāng)反激式初級(jí)電流下降到零的時(shí)候，才允許輸出脈沖串激勵(lì)功率開關(guān)，這樣實(shí)現(xiàn)每個(gè)脈沖后均有“磁復(fù)位”，從而避免了磁性工作點(diǎn)偏移。
(8)在功率開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，可設(shè)置初級(jí)繞組的電流峰值之極限，來(lái)保持初級(jí)線圈恒流工作狀態(tài)。這樣優(yōu)化的結(jié)果，在輸入電壓為AC 85～270V范圍內(nèi)，均有較高的電效率。
(9)iW2201為不帶APFC的AC／AC芯片。iW2202為具有APFC功能的AC／DC芯片，傳統(tǒng)Boost模擬系統(tǒng)一些失控導(dǎo)致APFC輸出電壓偏高，甚至?xí)^(guò)1kV，對(duì)高壓電解電容危害極大。而應(yīng)用iW2202的直流母線電壓低于DC 400V，有效降低電壓應(yīng)力，能大幅度提供可靠性，同時(shí)使應(yīng)用成本下降。
(10)特別須敬告諸位讀者的是：iW2202也可以工作在不用高壓電解電容的APFC工作狀況，應(yīng)用iW2202可得到很高的PF和很低的THD。如圖2所示。
眾所周知：電解電容體積較大，已成為產(chǎn)品往“薄、小、輕”發(fā)展的障礙!電解電容的價(jià)格較貴，已成為降低產(chǎn)品成本的著眼點(diǎn)!電解電容的儲(chǔ)存壽命和工作壽命極為有限，已成為提升電子產(chǎn)品可靠性的革命對(duì)象!所以，應(yīng)用iW2202的開關(guān)電源，能夠在保持高效率、高功率因數(shù)、低諧波系數(shù)等綜合參數(shù)優(yōu)異的前提下而不用高壓電解電容!這絕對(duì)是令電子設(shè)計(jì)師們炊呼雀躍的特大好消息。
2 結(jié)語(yǔ)
iW2202于2002年開始投產(chǎn)時(shí)，單價(jià)高達(dá)3．5美元；當(dāng)時(shí)因?yàn)閮r(jià)格昂貴，使應(yīng)用者陽(yáng)春白雪寥寥無(wú)幾。時(shí)至今日，生產(chǎn)批量上去之后，價(jià)格大幅下調(diào)，到2006年5月，iW2202單價(jià)已降到20元人民幣以內(nèi)(視批量大小有價(jià)格優(yōu)化階梯)。只要一片iW2202，就能實(shí)現(xiàn)超過(guò)傳統(tǒng)的模擬芯片IC兩片或多片的效能，已經(jīng)可以說(shuō)初步實(shí)現(xiàn)“價(jià)廉物美”的市場(chǎng)基本要求。所以，本文不失時(shí)機(jī)介紹給讀者，祈愿更多讀者能夠不必額外另行編程序，直接應(yīng)用iW2202就可以嘗試先進(jìn)“數(shù)字控制”的美妙。更可憑借iW2202帶APFC而省去高壓電解電容的特點(diǎn)，降低產(chǎn)品成本，提升產(chǎn)品可靠性，使產(chǎn)品更輕更小更薄型化，具有超常的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，可望爭(zhēng)取更大的效益。
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