采用數(shù)字電源還是采用模擬電源

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1、采用數(shù)字電源還是采用模擬電源？一名工程師的拙見近年來，使用微處理器控制開關(guān)模式電源取得了長足的發(fā)展。在數(shù)字電源與模擬電源的優(yōu)點(diǎn)方面仍存在許多爭議，兩大陣營你來我往、爭論激烈。實(shí)際上，這兩種方法都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。但設(shè)計(jì)人員最終都必須做出選擇，是使用模擬解決方案還是使用數(shù)字解決方案，而要做出明智的決定他（她）就需要了解每種方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。?模擬開關(guān)模式電源已經(jīng)使用了幾十年。其設(shè)計(jì)為人們所熟知，而且有許多優(yōu)秀的教科書、仿真軟件、應(yīng)用指南和研討會。還有眾多廠商提供的大量低成本集成電路，具備從集成門極驅(qū)動器及開關(guān)到電流感應(yīng)和保護(hù)的功能?？傊?，無論

2、如何，數(shù)字電源將會使模擬電源多余的觀點(diǎn)都太過牽強(qiáng)。數(shù)字控制擁有一些模擬世界不具有的特性，其使開關(guān)模式電源設(shè)計(jì)擁有迄今還不可能實(shí)現(xiàn)的功能。正如工程其他方面一樣，這些好處是有代價的，而是否選擇使用數(shù)字解決方案必須根據(jù)這些優(yōu)點(diǎn)是否勝過其帶來的問題來決定。一個頻頻被提及的數(shù)字控制優(yōu)點(diǎn)是其允許移除控制器中的一些無源組件，從而消除了組件容差和老化問題。另外，在一些應(yīng)用中這種優(yōu)點(diǎn)更有更大的價值和深遠(yuǎn)的意義。例如，在一些多環(huán)路設(shè)計(jì)中，使用數(shù)字處理器可以將控制功能集中于一個器件中，從而實(shí)現(xiàn)諸如電源軌排序、裕量設(shè)置、負(fù)載共享、相位補(bǔ)償以及軟件實(shí)施故障預(yù)測等

3、功能。模塊化電源設(shè)計(jì)人員擁有了更多的優(yōu)勢。想想一家電源廠商有許多不同功率級的情況吧。采用數(shù)字控制解決方案，可讓一個單處理器與單獨(dú)定制的軟件一起工作以滿足每個功率級的要求。大規(guī)模生產(chǎn)時，其帶來的經(jīng)濟(jì)規(guī)模會十分可觀。在使用數(shù)字電源以前，當(dāng)然也有一些必須要考慮的問題。數(shù)字控制器的PCB板級空間必須包括MCU、晶體時鐘、保護(hù)/濾波和ADC引腳緩沖。另外，對PWM精度和ADC動態(tài)范圍也有一些限制。盡管如此，一些最新的數(shù)字電源專用MCU產(chǎn)品還是可以解決多大數(shù)這些問題。模擬工程師們關(guān)注的另一個問題是掌握這些數(shù)字設(shè)計(jì)技術(shù)所需的時間和精力。許多情況下，如

4、Z轉(zhuǎn)換和采樣理論等概念通常自畢業(yè)那天起就沒有接觸過了！幸運(yùn)的是，許多在線工具現(xiàn)在都是免費(fèi)提供（http://www.biricha.com/），其自動根據(jù)一套用戶頻域規(guī)范將一個模擬設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成離散時間當(dāng)量。Biricha還提供了為期數(shù)天的數(shù)字電源設(shè)計(jì)課程，專為那些希望掌握數(shù)字技術(shù)或者只是想溫習(xí)一下長時間忽略的知識的工程師們量身定制。另外，在未來數(shù)月BodoPower將不斷出版一系列技術(shù)文章，旨在為廣大模擬工程師們提供數(shù)字PSU設(shè)計(jì)方面的幫助。綜上所述，數(shù)字電源不是讓模擬電源冗余的“魔法子彈”。模擬和數(shù)字電源都會存在，并將和睦相處。如果不需

5、要額外的數(shù)字控制功能，那么模擬電源毫無疑問就是理想選擇。反之，在有眾多嚴(yán)格調(diào)節(jié)功率級的復(fù)雜系統(tǒng)中，需要監(jiān)控、數(shù)據(jù)通信和靈活控制環(huán)路等，這時數(shù)字解決方案就更能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。幸運(yùn)的是，數(shù)字電源控制優(yōu)化微處理器的推出以及一些新型工具和培訓(xùn)的出現(xiàn)可以讓廣大設(shè)計(jì)人員可以為眼前的應(yīng)用選擇最佳的解決方案。