電源與電源管理技術(shù)發(fā)展趨勢訪談錄（五）

                                                                        　　　
Bill Hutchings
數(shù)字信號控制器部產(chǎn)品市場經(jīng)理


　　數(shù)字電源因其成本低、結(jié)構(gòu)簡單，而在電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品中得到越來越廣泛的應用。數(shù)字電源控制器芯片的出現(xiàn)正進一步推動著這一發(fā)展趨勢，如Microchip針對數(shù)字電源轉(zhuǎn)換的dsPIC?數(shù)字信號控制器（DSC）就是這樣的芯片。數(shù)字電源解決方案與具有相同功能的全模擬電源解決方案相比，性能更佳，成本更低，因此電源轉(zhuǎn)換OEM正在越來越多地采用數(shù)字電源。

　　采用數(shù)字電源實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品，開發(fā)商在設計和商業(yè)運作中受益良多。這是因為數(shù)字電源通過可再編程軟件實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換控制，而且Microchip的數(shù)字控制器解決方案具有以下性能和特點：

　　·增加了功率密度

　　-通過減少元件數(shù)量和減小尺寸，縮小了系統(tǒng)尺寸；

　　-效率的提升使散熱片更小；

　　-先進的開關技術(shù)使磁性元件更小。

　　·成本更低，產(chǎn)品上市更快，生產(chǎn)更容易

　　-使用更少的元件實現(xiàn)功能豐富的設計；

　　-由DSC軟件執(zhí)行功率因數(shù)校正；

　　-降低因元件容差/漂移而引起的設計復雜度；

　　-利用軟件以更少的硬件平臺支持各種各樣的終端產(chǎn)品；

　　-消除了生產(chǎn)線調(diào)整，因元件容差問題減少；

　　-允許下生產(chǎn)線后進行配置（負載限制和通信協(xié)議等）；

　　-提高了自測功能，簡化/加速了產(chǎn)品測試。

　　·新的高性價比特性

　　-適應變化的負載（容性、感性、阻性和電流要求）；

　　-更好的瞬態(tài)響應性能指標（不局限于線性技術(shù)）；

　　-控制電壓的變化，避免元件參數(shù)超出性能指標；

　　·增加了可靠性

　　-限定電源的工作參數(shù)不超出性能指標外；

　　-元件數(shù)量的減少有助于提高可靠性；

　　-成本較低的冗余選擇。

　　·保護知識產(chǎn)權(quán)

　　-由存儲在受保護閃存中的軟件實現(xiàn)關鍵的創(chuàng)新IP。

　　一些相對的問題包括：

　　·數(shù)字控制器成本；

　　·設計團隊對數(shù)字控制和技術(shù)的熟悉程度和經(jīng)驗深淺。

　　在OEM或設計團隊權(quán)衡數(shù)字與模擬解決方案的優(yōu)劣和成本時，答案并非總是指向采用全數(shù)字技術(shù)的實現(xiàn)。Microchip為電源轉(zhuǎn)換行業(yè)提供處理器和模擬解決方案已經(jīng)很多年。我們認為，向數(shù)字電源的轉(zhuǎn)變是一個變換過程。我們提供廣泛的解決方案，所以用戶可以根據(jù)其產(chǎn)品及設計團隊的資源和經(jīng)驗，從中選擇最合適、最有用的解決方案來實現(xiàn)數(shù)字控制。

　　數(shù)字電源的技術(shù)趨勢正在從專用電源產(chǎn)品和開發(fā)平臺轉(zhuǎn)向容量較高的標準和半定制產(chǎn)品。數(shù)字電源控制器解決方案的推出使這種技術(shù)趨勢成為可能，因為數(shù)字電源控制器解決方案是更實用、經(jīng)濟高效、高度集成和易用的解決方案。

　　用數(shù)字電源取代模擬電源解決方案是可行的，有很多全數(shù)字電源產(chǎn)品可用?，F(xiàn)在全數(shù)字電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品已得到電源公司的響應。這包括AD-DC電源，大功率DC-DC轉(zhuǎn)換器和純正弦波逆變器（如在線和離線不間斷電源）。數(shù)字電源通常也應用在太陽能和其他可再生能源的逆變器系統(tǒng)中。

　　現(xiàn)在，數(shù)字電源轉(zhuǎn)換和數(shù)字電源管理是相當普遍的。曾經(jīng)制約全數(shù)字電源發(fā)展的一些障礙現(xiàn)在正得到解決。這包括：

　　·小型高集成的經(jīng)濟型控制器解決方案，這種解決方案也具有各種終端系統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換器所需的性能；

　　·設計團隊對數(shù)字電源的經(jīng)驗和知識；

　　·清楚了解用數(shù)字電源實現(xiàn)終端系統(tǒng)電源產(chǎn)品在商業(yè)和技術(shù)上的優(yōu)勢。

　　數(shù)字電源產(chǎn)品的開發(fā)與開發(fā)模擬電源產(chǎn)品非常類似。主要的考慮事項、設計和測試參量是相同的。通常，開發(fā)一個數(shù)字電源系統(tǒng)較模擬解決方案的開發(fā)和測試要容易。其原因是，隨著更多的設計轉(zhuǎn)向數(shù)字領域，可以通過快速修改軟件進行設計的修改和調(diào)整。

　　我們針對SMPS和數(shù)字轉(zhuǎn)換應用的dsPIC DSC具備眾多優(yōu)勢。這些dsPIC DSC本身包含SMPS解決方案，不需要很多的外部支持芯片，因為DSC內(nèi)置有做此類工作的外設。相對于其他解決方案，用于SMPS和數(shù)字電源轉(zhuǎn)換的dsPIC DSC不需要外部元件執(zhí)行以下功能，因為dsPIC DSC都能處理：

　　·內(nèi)部電源PWM；

　　·內(nèi)部ADC；

　　·內(nèi)部精密振蕩器；

　　·內(nèi)部通信外設；

　　·單電源電壓；

　　·內(nèi)部閃存和RAM；

　　·小尺寸；

　　·擴展級溫度范圍；

　　·功率因數(shù)校正不需要分立的芯片。

　　所以，SMPS和數(shù)字電源轉(zhuǎn)換專用的dsPIC DSC，與其他解決方案相比，元件數(shù)量可減少達50%。