深度了解電源類型 選對(duì)電源模塊才是王道

在電源設(shè)計(jì)中我們?nèi)绾芜x擇電源模塊，那么選擇的前提是，我們得了解各種電源，了解各種電源的區(qū)別，那樣我們才可以正確的選擇電源模塊。應(yīng)該選擇什么來設(shè)計(jì)電源呢?以前在設(shè)計(jì)需要具有多路輸出、動(dòng)態(tài)負(fù)載共享、熱插拔或廣泛故障處理能力的電源時(shí)，往往需要與復(fù)雜性抗?fàn)?。帶著一些疑問小編帶您走進(jìn)電源的世界。

模擬電源介紹

即變壓器電源，通過鐵芯、線圈來實(shí)現(xiàn)，線圈的匝數(shù)決定了兩端的電壓比，鐵芯的作用是傳遞變化磁場(chǎng)，(我國)主線圈在50HZ頻率下產(chǎn)生了變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)通過鐵芯傳遞到副線圈，在副線圈里就產(chǎn)生了感應(yīng)電壓，于是變壓器就實(shí)現(xiàn)了電壓的轉(zhuǎn)變。

同時(shí)也存在缺點(diǎn)，線圈、鐵芯本身是導(dǎo)體，那么它們?cè)谵D(zhuǎn)化電壓的過程中會(huì)由于自感電流而發(fā)熱(損耗)，所以變壓器的效率很低，一般不會(huì)超過35%。

數(shù)字電源介紹

在簡(jiǎn)單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場(chǎng)合，模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠鋺?yīng)用的針對(duì)性可以通過硬件固化來實(shí)現(xiàn)，而在可控因素較多、實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、 需要多個(gè)模擬系統(tǒng)電源管理的、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)字電源則具有優(yōu)勢(shì)。此外，在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中，相對(duì)模擬電源，數(shù)字電源是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)多方面的應(yīng)用，其具備的可擴(kuò)展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù)，優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)過電流保護(hù)與管理，它還可以減少外圍器件的數(shù)量。

在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中，相對(duì)模擬電源，數(shù)字電源是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)多方面的應(yīng)用，其具備的可擴(kuò)展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù)，優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)過電流保護(hù)與管理，它還可以減少外圍器件的數(shù)量。小編溫馨提示：

(1)如果不使用芯片的A/D或者D/A功能，可以不區(qū)分?jǐn)?shù)字電源和模擬電源。

(2)如果使用了A/D或者D/A，還需考慮參考電源設(shè)計(jì)。

為什么應(yīng)該改用數(shù)字電源?

數(shù)字電源是當(dāng)今的熱門話題。采用數(shù)字技術(shù)的電源使功率轉(zhuǎn)換和電源控制發(fā)生快速改變。從電源的角度看，負(fù)載正在發(fā)生變化。半導(dǎo)體技術(shù)演進(jìn)的方向是工藝尺度越來越小，這推動(dòng)著負(fù)載發(fā)生改變。以前的微處理器和ASIC需要幾伏電壓，現(xiàn)在則需要不到1伏電壓。這意味著，電源的驅(qū)動(dòng)阻抗必須比以前的電源低得多。新出現(xiàn)的應(yīng)用產(chǎn)生了新的負(fù)載類型(如高亮度LED)。電路板變得更加擁擠，因此元器件的集成度也在提高。功率轉(zhuǎn)換對(duì)電源提出的要求遠(yuǎn)不是滿足靜態(tài)要求那么簡(jiǎn)單。事實(shí)上，需求的變化正在加速。為滿足技術(shù)變化的要求，電源工程師要跳出條條框框，尋找能夠滿足今天和未來設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的解決方案。

想象一下使用同樣的電源元器件，包括相同的FET、電感器、電容器，把使用模擬控制器和數(shù)字控制的系統(tǒng)性能做個(gè)比較。起初，你自然會(huì)想到，既然性能是由元器件決定的，很難說性能會(huì)有什么差別。但接著你會(huì)意識(shí)到，控制器會(huì)影響到性能的很多方面。下面是一些例子。

1.穩(wěn)定性：數(shù)字控制能夠提供比模擬方案更好的補(bǔ)償(更好地調(diào)用極點(diǎn)和零點(diǎn))，因此在穩(wěn)定性上的控制要好很多。另外，補(bǔ)償能夠隨著條件的變化而變化，使系統(tǒng)能在很寬范圍的條件下實(shí)現(xiàn)最佳的穩(wěn)定性。模擬控制器的補(bǔ)償是固定的，而數(shù)字控制可提供可調(diào)的甚至是自適應(yīng)的補(bǔ)償。

2.效率：許多控制結(jié)果都會(huì)影響到效率，包括死區(qū)時(shí)間、開關(guān)頻率、柵極驅(qū)動(dòng)等級(jí)、二極管仿真、加相和缺相等。針對(duì)這些因素，當(dāng)前數(shù)字控制所提供的數(shù)字控制算法在整個(gè)工作條件范圍內(nèi)進(jìn)行了優(yōu)化。因此，在某個(gè)工作點(diǎn)下，你也許能將模擬控制器調(diào)整到很高的效率，但數(shù)字控制器卻可對(duì)所有的工作點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。

3.可靠性：減少元件數(shù)量、降低工作溫度(通過效率優(yōu)化)是數(shù)字電源提高系統(tǒng)可靠性的兩個(gè)途徑。此外，靈活的故障響應(yīng)和探測(cè)元器件參數(shù)微小變化的能力，可以大幅減少停機(jī)時(shí)間。

數(shù)字電源控制器在易用性方面比模擬控制器更有優(yōu)勢(shì)。由于數(shù)字電源控制的高集成度，需要確定、采購、跟蹤的元器件數(shù)量要少很多，這使