數(shù)字電源技術(shù)及應(yīng)用

數(shù)字電源中包含的技術(shù)無疑是復雜的，但它的使用并不一定就復雜。不過它要求設(shè)計人員具有一定的程序設(shè)計能力，而目前的電源設(shè)計人員普遍都是模擬設(shè)計為主，缺乏編程方面的訓練。這對數(shù)字電源的推廣也造成了一定的障礙。

數(shù)字電源中，A/D轉(zhuǎn)換器的速度和精度成反比。為了保證交換式電源有較高的穩(wěn)壓精度，A/D轉(zhuǎn)換器必需要有比較高精度的取樣，但高精度的取樣頻率需要更長的A/D轉(zhuǎn)換時間，作為反饋回路的一部分，A/D轉(zhuǎn)換時間過長必然造成額外的相位延遲時間。除了和模擬控制存在的相位延遲，轉(zhuǎn)換過程的延遲時間必然也會造成額外的等待循環(huán)，造成回路的實時反應(yīng)能力變差。和模擬芯片用RC補償進行PI調(diào)節(jié)的方法一樣，在控制回路中用引入PI調(diào)節(jié)的方法以提高控制回路的實時反應(yīng)能力，這種做法需要占用數(shù)字芯片較大的系統(tǒng)資源，因為數(shù)字控制和模擬控制不同，信號取樣不是連續(xù)不斷的，而是規(guī)則離散的，兩次取樣之間會有一段間隔時間，這段時間的值是無法取得的。為了要達到精確的控制，每次取樣之間的時間間隔不能太長，即取樣頻率不能太低。作為數(shù)字芯片，每次AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后，得到的結(jié)果都會被送到系統(tǒng)的中央處理器，然后由處理器對取樣的值進行運算和PI調(diào)節(jié)。在取樣頻率比較高的時候，這種做法相當耗費系統(tǒng)運算資源，因此對數(shù)字芯片的效能要求也比較高。專門用于電源控制的數(shù)字芯片并不算多，雖然在要求比較高的場合一般都會用DSP芯片，其運算和取樣速度快，功能強大，但價格比較昂貴。而且通用DSP芯片不是專門的做為電源控制芯片使用，一般的電源應(yīng)用對其芯片資源的利用率不高，在某些狀況之下，采用DSP芯片做為電源數(shù)字控制的核心是一種浪費。

因此，成本顯然是約束數(shù)字電源廣泛應(yīng)用的一個主要因素。由于數(shù)字實現(xiàn)方式的成本看似高于相似的模擬實現(xiàn)方式，而且人們對于數(shù)字電源產(chǎn)品的采用存在顧慮，所以，從用戶的角度來說，也只有當數(shù)字電源的成本等于或低于模擬電源(因為成本是中國市場考慮的第一市場因素)，同時又能提供模擬電源做不到的許多先進功能的時候，數(shù)字電源才會被考慮。

人們對數(shù)字電源還有一個擔心就是它還不像模擬電源那樣經(jīng)過多年應(yīng)用的考驗，因而可靠性不高。但就像數(shù)字電路在概念上就優(yōu)于模擬電路一樣，可靠性是設(shè)計的問題，而不是數(shù)字化的問題。

綜上所述，在簡單易用、參數(shù)變更不多的應(yīng)用場合，模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢，因為其應(yīng)用的針對性可以通過硬件固化來實現(xiàn)。而在可控因素較多、需要更快實時反應(yīng)速度、需要管理多個電源、復雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)字電源則具有優(yōu)勢。