還為用哪種電源發(fā)愁嗎？數(shù)字電源價(jià)值與優(yōu)勢(shì)探討

圖5：根據(jù)負(fù)載運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)對(duì)電源軌電壓進(jìn)行調(diào)整3.數(shù)字電源應(yīng)用對(duì)系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠性的幫助

幾乎所有的ZL系列數(shù)字電源都帶有自動(dòng)補(bǔ)償功能(Auto Compensation)，數(shù)字電源的自動(dòng)補(bǔ)償功能用來幫助設(shè)計(jì)工程師對(duì)電源設(shè)計(jì)中復(fù)雜的反饋環(huán)路進(jìn)行設(shè)計(jì)的輔助工具。

但是使用自動(dòng)補(bǔ)償還可以實(shí)現(xiàn)其他一些有用的功能，例如幫助提高系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠性。

ZL系列數(shù)字電源中數(shù)字補(bǔ)償回路的參數(shù)包括以下三個(gè)參數(shù)：Gc,Fn和Q，其中Gc為增益，這個(gè)值用來補(bǔ)償功率通路直流增益的不足，增加低頻增益，以達(dá)到更加緊密的輸出電壓調(diào)節(jié)精度。Fn為自然頻率，用來補(bǔ)償系統(tǒng)中輸出濾波器件在諧振頻率處產(chǎn)生的雙極點(diǎn)，以保證電壓的設(shè)計(jì)更加穩(wěn)定可靠。而Q值則是一個(gè)逼近電源本身輸出濾波器件品質(zhì)因素的參數(shù)，當(dāng)電源本身的品質(zhì)因素發(fā)生變化的時(shí)候，補(bǔ)償?shù)腝值就會(huì)隨之變化，以補(bǔ)償這部分的變化。而對(duì)于自動(dòng)補(bǔ)償器件來說，這三個(gè)參數(shù)是可以根據(jù)電源的設(shè)計(jì)自動(dòng)產(chǎn)生的，只要將自動(dòng)補(bǔ)償功能啟動(dòng)，就可以產(chǎn)生一套參數(shù)。

那么通過觀察系統(tǒng)補(bǔ)償值的變化，我們是否就可以了解系統(tǒng)中的各個(gè)分立器件參數(shù)的變化情況呢？帶著這個(gè)問題，進(jìn)行了研究。下面以ZL8101為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的1V30A的數(shù)字電源的軌作為例子，對(duì)電源進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償測(cè)試，比較在不同情況下得到的自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)果，得到如下表的參數(shù)：

表1:不同系統(tǒng)狀況下的自動(dòng)補(bǔ)償參數(shù)

對(duì)比上面三組參數(shù)，很明顯，在輸出電容不同的情況下，補(bǔ)償參數(shù)中的Q值有明顯的變化。這個(gè)說明了什么呢?

對(duì)于Q值，前面說過，其和整個(gè)電源軌的品質(zhì)因素有直接關(guān)系，它是補(bǔ)償電源軌功率通路品質(zhì)因素的，當(dāng)功率通路品質(zhì)因素發(fā)生變化的時(shí)候，Q值當(dāng)然也應(yīng)該發(fā)生變化，只有這樣我們才能得到一個(gè)穩(wěn)定的補(bǔ)償回路，系統(tǒng)才能夠可靠的工作，這結(jié)果即得到了不同情況下單自動(dòng)補(bǔ)償參數(shù)值，也從側(cè)面反映了自動(dòng)補(bǔ)償功能的可靠性。

而對(duì)于數(shù)字電源來說，一個(gè)電源軌中除了功率通路之外，就是數(shù)字控制器本身，外圍其他電路已經(jīng)被減少到了基本沒有的地步，所以功率回路和數(shù)字控制器就是最主要的器件了，我們只要保證了這兩種器件的可靠性就可以保證整個(gè)電源軌的可靠性，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。而對(duì)于半導(dǎo)體器件，本身的可靠性非常高，失效率也極低，一旦設(shè)計(jì)完成，他的失效率就基本可以忽略不計(jì);對(duì)于磁性元器件，由于其是物理結(jié)構(gòu)，在整個(gè)生命周期中都比較穩(wěn)定，在不受外界應(yīng)力干擾的情況下，失效率同樣極低;只有一個(gè)器件是容易產(chǎn)生失效的，這個(gè)器件就是輸出級(jí)的大容量?jī)?chǔ)能電解電容，電解電容的失效率會(huì)隨著工作時(shí)間增加而增加。在使用模擬電源產(chǎn)品的時(shí)候，系統(tǒng)的可靠性是由第一次設(shè)計(jì)來保證，但是在設(shè)計(jì)的時(shí)候是不會(huì)考慮到電容失效這種情況的，設(shè)計(jì)出來的電源產(chǎn)品只能在保證電路主要器件完好情況下的可靠性，就是說如果輸出電容發(fā)生失效，或性狀發(fā)生變化的時(shí)候是不能保證電源正常工作可靠性的，而電容是否發(fā)生故障或者會(huì)什么時(shí)候發(fā)生故障，這個(gè)是沒有辦法知道的，所以模擬電源的長(zhǎng)期可靠性也無從監(jiān)控或者追蹤。但是通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，使用數(shù)字電源的自動(dòng)補(bǔ)償功能，首先我們能夠在輸出電容發(fā)生變化的時(shí)候，仍然保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其次，當(dāng)輸出電容發(fā)生變化后，我們可以通過自動(dòng)補(bǔ)償功能檢測(cè)到這個(gè)變化，從而預(yù)先防止電源的進(jìn)一步惡化，在整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)較大問題之前我們就可以知道并且更換掉即將失效的器件，從而可以有效的阻止整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。

使用數(shù)字電源的系統(tǒng)，我們能夠通過檢測(cè)系統(tǒng)在長(zhǎng)期使用過程中的自動(dòng)補(bǔ)償參數(shù)值的變化，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)的對(duì)比，從中了解到系統(tǒng)中的某些元器件的老化程度，從而決定是否需要及時(shí)的進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和元器件更換。這即增強(qiáng)了系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠性也為系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠性的評(píng)估提供了一個(gè)可行的辦法，并且所有的這些工作都只需要通過遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)中的數(shù)字電源就可以實(shí)現(xiàn)，從而可以有效的降低系統(tǒng)后期的維護(hù)費(fèi)用和成本，有非常重要的實(shí)際意義。

綜合上述得到的使用數(shù)字電源的優(yōu)點(diǎn)，以及傳統(tǒng)來說使用數(shù)字電源得到的外圍分立元器件的減少和系統(tǒng)的更加智能化，數(shù)字電源應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)就顯得異常突出了。業(yè)界還有什么理由來拒絕使用數(shù)字電源產(chǎn)品呢？