數(shù)字電源開(kāi)始廣泛普及

　　數(shù)字軟件技術(shù)開(kāi)始在此前曾是模擬技術(shù)一統(tǒng)天下的開(kāi)關(guān)電源上廣泛普及。LED照明、車載電源及產(chǎn)業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域也紛紛開(kāi)始導(dǎo)入數(shù)字控制型電源。通過(guò)添加通信功能或者將控制方式改變?yōu)閯?dòng)態(tài)控制等方法，在提高電源效率、縮小產(chǎn)品尺寸以及縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間等方面發(fā)揮了效果。長(zhǎng)期以來(lái)一直是DSP課題的高成本問(wèn)題，也隨著價(jià)格與通用微控制器一樣的低價(jià)產(chǎn)品問(wèn)世而逐漸得到解決。

　　電源的數(shù)字控制有助于實(shí)現(xiàn)AC-DC電源和DC-DC轉(zhuǎn)換器等的小型化及高效率化，大約5年前開(kāi)始受到關(guān)注。這種“數(shù)字電源”的應(yīng)用范圍在最近一年來(lái)悄然擴(kuò)大。

　　以前，數(shù)字電源只是導(dǎo)入于無(wú)停電電源裝置(UPS)、通信產(chǎn)品、服務(wù)器以及太陽(yáng)能電池用功率調(diào)節(jié)器等基礎(chǔ)設(shè)施的部分產(chǎn)品中。但最近，LED照明器具、汽車、產(chǎn)業(yè)設(shè)備乃至部分消費(fèi)類產(chǎn)品也開(kāi)始采用數(shù)字電源。

　　低價(jià)位DSP的亮相成為契機(jī)

　　數(shù)字電源的應(yīng)用范圍能夠擴(kuò)大的最主要原因是，單價(jià)只有100多日元～數(shù)百日元的電源控制IC出現(xiàn)了用于數(shù)字電源的產(chǎn)品。數(shù)字電源控制IC的成本下降到了可與不足100日元的模擬電源控制IC相匹敵的程度。美國(guó)微芯科技(Microchip Technology)、美國(guó)德州儀器(TI)以及新日本無(wú)線等半導(dǎo)體廠商從2008年前后相繼推出了數(shù)字電源專用的低價(jià)位控制IC。近來(lái)，大部分?jǐn)?shù)字電源產(chǎn)品采用的都是這些企業(yè)的IC。 圖1：數(shù)字控制電源的應(yīng)用領(lǐng)域

　　在輸出功率為100W以上、開(kāi)關(guān)頻率為1MHz以下的領(lǐng)域，采用DSP微控制器的數(shù)字控制電源開(kāi)始普及。

　　以前，構(gòu)成數(shù)字電源需要采用單價(jià)高達(dá)1000～數(shù)千日元的高性能DSP作為控制IC使用。這些IC的工作頻率為100MHz以上，耗電量?jī)HDSP就將近1W，用于通常的開(kāi)關(guān)電源的控制則指標(biāo)過(guò)剩。這是采用DSP的數(shù)字電源只在UPS等超過(guò)1kW的大型裝置上才使用的主要原因。

　　不過(guò)，應(yīng)部分先進(jìn)電源廠商的要求，微芯科技和TI推出了配備數(shù)字電源所需功能，與通用微控制器價(jià)格一樣便宜的DSP，也即“DSP微控制器”*。通過(guò)將1000日元以上的DSP成本大幅降到數(shù)百日元以下，基本解決了數(shù)字電源的最大瓶頸——控制IC成本高的問(wèn)題。 圖2：導(dǎo)入數(shù)字電源的好處

　　在電源的性能、開(kāi)發(fā)以及運(yùn)用等領(lǐng)域有很多好處，例如，縮小產(chǎn)品尺寸、削減部件數(shù)量以及通過(guò)導(dǎo)入高度控制提高效率等。

　　電源實(shí)現(xiàn)“智能化”

　　導(dǎo)入數(shù)字控制后，與目前的普通模擬控制電源相比，尺寸可縮小30%左右、部件數(shù)量削減20%左右、效率提高2～5%(圖2)，開(kāi)關(guān)電源的基本性能得以提高。由于數(shù)字電源用控制IC的價(jià)格已經(jīng)能夠讓人接受，所以今后應(yīng)用范圍有可能擴(kuò)大到AC-DC電源、絕緣型DC-DC轉(zhuǎn)換器以及非絕緣型DC-DC轉(zhuǎn)換器等廣泛領(lǐng)域的開(kāi)關(guān)電源中。“每年都說(shuō)數(shù)字電源‘今年會(huì)普及’，2010年才真正采用的產(chǎn)品多起來(lái)了”(日本TI營(yíng)業(yè)技術(shù)本部、市場(chǎng)及應(yīng)用技術(shù)統(tǒng)括部設(shè)計(jì)服務(wù)經(jīng)理財(cái)津俊行)。

　　據(jù)美國(guó)功率電子產(chǎn)品相關(guān)調(diào)查公司Darnell Group預(yù)測(cè)，2014年數(shù)字電源IC供貨量將擴(kuò)大至目前2.5倍的123億個(gè)，按供貨金額換算將保持年均近30%的增長(zhǎng)率。另外，可優(yōu)化家庭內(nèi)部能源利用效率的智能住宅(Smart House)等受到關(guān)注，也將加速數(shù)字電源的普及。通過(guò)在此前一直是模擬技術(shù)一統(tǒng)天下的電源上安裝軟件和通信功能，可以根據(jù)用途的不同實(shí)現(xiàn)“智能化”的數(shù)字電源所具有的巨大可能性。