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(yīng)用。數(shù)字電源控制器芯片的出現(xiàn)正進(jìn)一步推動(dòng)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(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品，開發(fā)商在設(shè)計(jì)和商業(yè)運(yùn)作中受益良多。這是因?yàn)閿?shù)字電源通過可再編程軟件實(shí)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(diǎn)：

　　·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??；

　　-先進(jìn)的開關(guān)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(shí)現(xiàn)功能豐富的設(shè)計(jì)；

　　-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(shè)計(jì)復(fù)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(jìn)行配置（負(fù)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(jià)比特性

　　-適應(yīng)變化的負(fù)載（容性、感性、阻性和電流要求）；

　　-更好的瞬態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)（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(biāo)；

　　·增加了可靠性

　　-限定電源的工作參數(shù)不超出性能指標(biāo)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(hù)知識產(chǎn)權(quán)

　　-由存儲(chǔ)在受保護(hù)閃存中的軟件實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵的創(chuàng)新IP。

　　一些相對的問題包括：

　　·數(shù)字控制器成本；

　　·設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對數(shù)字控制和技術(shù)的熟悉程度和經(jīng)驗(yàn)深淺。

　　在OEM或設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)權(quán)衡數(shù)字與模擬解決方案的優(yōu)劣和成本時(shí)，答案并非總是指向采用全數(shù)字技術(shù)的實(shí)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(rèn)為，向數(shù)字電源的轉(zhuǎn)變是一個(gè)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(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的資源和經(jīng)驗(yàn)，從中選擇最合適、最有用的解決方案來實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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?yàn)閿?shù)字電源控制器解決方案是更實(shí)用、經(jīng)濟(jì)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(yīng)。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(yīng)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(dāng)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(jì)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(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對數(shù)字電源的經(jīng)驗(yàn)和知識；

　　·清楚了解用數(shù)字電源實(shí)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(xiàng)、設(shè)計(jì)和測試參量是相同的。通常，開發(fā)一個(gè)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(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向數(shù)字領(lǐng)域，可以通過快速修改軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的修改和調(diào)整。

　　我們針對SMPS和數(shù)字轉(zhuǎn)換應(yīng)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?yàn)镈SC內(nèi)置有做此類工作的外設(shè)。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?yàn)閐sPIC 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(shè)；

　　·單電源電壓；

　　·內(nèi)部閃存和RAM；

　　·小尺寸；

　　·擴(kuò)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(dá)50%。