數(shù)字電源技術(shù)及應(yīng)用

數(shù)字電源中包含的技術(shù)無疑是復(fù)雜的，但它的使用并不一定就復(fù)雜。不過它要求設(shè)計(jì)人員具有一定的程序設(shè)計(jì)能力，而目前的電源設(shè)計(jì)人員普遍都是模擬設(shè)計(jì)為主，缺乏編程方面的訓(xùn)練。這對(duì)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換時(shí)間，作為反饋回路的一部分，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間過長必然造成額外的相位延遲時(shí)間。除了和模擬控制存在的相位延遲，轉(zhuǎn)換過程的延遲時(shí)間必然也會(huì)造成額外的等待循環(huán)，造成回路的實(shí)時(shí)反應(yīng)能力變差。和模擬芯片用RC補(bǔ)償進(jìn)行PI調(diào)節(jié)的方法一樣，在控制回路中用引入PI調(diào)節(jié)的方法以提高控制回路的實(shí)時(shí)反應(yīng)能力，這種做法需要占用數(shù)字芯片較大的系統(tǒng)資源，因?yàn)閿?shù)字控制和模擬控制不同，信號(hào)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(huì)有一段間隔時(shí)間，這段時(shí)間的值是無法取得的。為了要達(dá)到精確的控制，每次取樣之間的時(shí)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(zhuǎn)換結(jié)束后，得到的結(jié)果都會(huì)被送到系統(tǒng)的中央處理器，然后由處理器對(duì)取樣的值進(jìn)行運(yùn)算和PI調(diào)節(jié)。在取樣頻率比較高的時(shí)候，這種做法相當(dāng)耗費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)算資源，因此對(duì)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(huì)用DSP芯片，其運(yùn)算和取樣速度快，功能強(qiáng)大，但價(jià)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(yīng)用對(duì)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(fèi)。

因此，成本顯然是約束數(shù)字電源廣泛應(yīng)用的一個(gè)主要因素。由于數(shù)字實(shí)現(xiàn)方式的成本看似高于相似的模擬實(shí)現(xiàn)方式，而且人們對(duì)于數(shù)字電源產(chǎn)品的采用存在顧慮，所以，從用戶的角度來說，也只有當(dāng)數(shù)字電源的成本等于或低于模擬電源(因?yàn)槌杀臼侵袊袌隹紤]的第一市場因素)，同時(shí)又能提供模擬電源做不到的許多先進(jìn)功能的時(shí)候，數(shù)字電源才會(huì)被考慮。

人們對(duì)數(shù)字電源還有一個(gè)擔(dān)心就是它還不像模擬電源那樣經(jīng)過多年應(yīng)用的考驗(yàn)，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(shè)計(jì)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(yīng)用場合，模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢，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、需要更快實(shí)時(shí)反應(yīng)速度、需要管理多個(gè)電源、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。