時間:2025-02-11 16:13:52來源:21ic電子網(wǎng)
一、數(shù)字電源
數(shù)字電源主要是開關電源的外特性。一是指數(shù)字電源的“通信”功能,二是指數(shù)字電源的“數(shù)控”功能,三是指數(shù)字電源對溫度等參數(shù)監(jiān)測功能。
數(shù)字電源的特點包括:
1.控制智能化
它是以數(shù)字信號處理器(DSP)或微控制器(MCU)為核心,將數(shù)字電源驅(qū)動器及PWM控制器作為控制對象而構成的智能化開關電源系統(tǒng)。傳統(tǒng)的由微控制器控制的開關電源,一般只是控制電源的啟動和關斷,并非真正意義的數(shù)字電源。
2.數(shù)模組件組合優(yōu)化
采用“整合數(shù)字電源”(Fusion Digital Power)技術,實現(xiàn)了開關電源中模擬組件與數(shù)字組件的優(yōu)化組合。例如,功率級所用的模擬組件MOSFET驅(qū)動器,可以很方便地與數(shù)字電源控制器相連并實現(xiàn)各種保護及偏置電源管理,而PWM控制器也屬于數(shù)控模擬芯片。
3.集成度高
實現(xiàn)了電源系統(tǒng)單片集成化(Power System on Chip),將大量的分立式元器件整合到一個芯片或一組芯片中。
4.控制精度高
能充分發(fā)揮數(shù)字信號處理器及微控制器的優(yōu)勢,使所設計的數(shù)字電源達到高技術指標。例如,其脈寬調(diào)制(PWM)分辨力可達150ps(10~12s)的水平,這是傳統(tǒng)開關電源所望塵莫及的。數(shù)字電源還能實現(xiàn)多相位控制、非線性控制、負載均流以及故障預測等功能,為研制綠色節(jié)能型開關電源提供了便利條件。
二、數(shù)字電源VS模擬電源的優(yōu)勢對比
數(shù)字開關電源正是為了克服現(xiàn)代電源的復雜性而提出的,它實現(xiàn)了數(shù)字和模擬技術的融合,提供了很強的適應性與靈活性,具備直接監(jiān)視、處理并適應系 統(tǒng)條件的能力,能夠滿足幾乎任何電源要求。數(shù)字電源還可通過遠程診斷以確保持續(xù)的系統(tǒng)可靠性,實現(xiàn)故障管理、過電壓(流)保護、自動冗余等功能。由于數(shù)字 電源的集成度很高,系統(tǒng)的復雜性并不隨功能的增加而增加過多,外圍器件很少(數(shù)字電源的快速響應能力還可以降低對輸出濾波電容的要求),減少了占板面積, 簡化了設計制造流程。同時,數(shù)字電源的自動診斷、調(diào)節(jié)的能力使調(diào)試和維護工作變得輕松。而數(shù)字電源相對于模擬電源的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)便于高度集成化,由于數(shù)字電路采用二進制,其代碼符號儀有0和l兩種,因此在數(shù)字1電路中只要有個不同的狀態(tài)分別表示0和1就可以,所以數(shù)字電路的基本單元十分簡單,而且對元件要求也不嚴格,允許電路參數(shù)有較大的離散性,有利于將眾多的基本單元集成在同一硅片上進行批量生產(chǎn)。
(2)工作準確可靠,抗干擾能力強。數(shù)字信號是l和0來表示信號的,而數(shù)字電路辨別信號的有無是很容易做到的,從而大大提高了電路的工作可靠性。同時數(shù)字信號不易受到噪聲干擾,因此它的抗干擾能力極強。
(3)數(shù)字信息便于長期保存。借助某種媒體(磁盤、光盤等)可將數(shù)字信息長期保存下來。
(4)數(shù)字集成電路產(chǎn)品多、通用性強且成本低。
(5)保密性好,數(shù)字信息容易進行加密處理,不易被竊取。
(6)不盡能完成數(shù)值運算,還可以進行邏輯運算和判斷,這在控制系統(tǒng)中是不可缺少的。
數(shù)字電源管理芯片易于在多相以及同步信號下進行多相式并聯(lián)應用,可擴展性與重復性優(yōu)秀,輕松實現(xiàn)負載均流,減少EMI,并簡化濾波電路設 計。數(shù)字控制的靈活性能把電源組合成串聯(lián)或并聯(lián)模型,形成虛擬電源。而且,數(shù)字電源的智能化可保證在各種輸入電壓和負載點上都具有最優(yōu)的功率轉換效率。
相對模擬控制技術,數(shù)字技術的獨特優(yōu)勢還包括在線可編程能力、更先進的控制算法、更好的效率優(yōu)化、更高的操作精確度和可靠性、優(yōu)秀的系統(tǒng)管 理和互聯(lián)功能。數(shù)字電源不存在模擬電源中常見的誤差、老化(包括模擬器件的精度)、溫度影響、漂移、補償?shù)葐栴},無須調(diào)諧、可靠性好,可以獲得一致、穩(wěn)定 的控制參數(shù)。數(shù)字電源的運算特性使它更易于實現(xiàn)非線性控制(可改善電源的瞬態(tài)響應能力)和多環(huán)路控制等高級控制算法;更新固件即可實現(xiàn)新的拓撲結構和控制 算法,更改電源參數(shù)也無須變更板卡上的元器件。
數(shù)字控制還能讓硬件平臺重復使用,通過設計不同固件即可滿足各種最終系統(tǒng)的獨特要求,從而加快產(chǎn)品上市,減少開發(fā)成本、元器件庫存與風險。
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