數(shù)字電源技術及應用

數(shù)字電源中包含的技術無疑是復雜的，但它的使用并不一定就復雜。不過它要求設計人員具有一定的程序設計能力，而目前的電源設計人員普遍都是模擬設計為主，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轉換時間，作為反饋回路的一部分，A/D轉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能力變差。和模擬芯片用RC補償進行PI調節(jié)的方法一樣，在控制回路中用引入PI調節(jié)的方法以提高控制回路的實時反應能力，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轉換結束后，得到的結果都會被送到系統(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過多年應用的考驗，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)變更不多的應用場合，模擬電源產品更具優(yōu)勢，因為其應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、需要更快實時反應速度、需要管理多個電源、復雜的高性能系統(tǒng)應用中，數(shù)字電源則具有優(yōu)勢。