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數字電源PK模擬電源 |
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文章來(lái)源: 更新時(shí)間:2013/5/23 12:58:00 |
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近幾年,使用微處理器控制開(kāi)關(guān)式電源不斷發(fā)展。在數字電源相比模擬電源的優(yōu)點(diǎn)方面仍存在許多爭議,兩大陣營(yíng)你來(lái)我往、爭論激烈。
實(shí)際上,每一種方法都有其自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。但設計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字解決方案,而要做出明智的決定需要了解每種方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
模擬開(kāi)關(guān)式電源已經(jīng)使用了幾十年。其設計為人們所熟知,而且有許多優(yōu)秀的教科書(shū)、仿真工具包、應用手冊和研討會(huì )。還有眾多廠(chǎng)商提供的大量低成本集成電路,其封裝了許多功能,從集成柵極驅動(dòng)器及開(kāi)關(guān)到電流感應和保護?傊,無(wú)論如何數字電源都會(huì )使模擬電源多余的觀(guān)點(diǎn)太過(guò)牽強。
數字控制擁有一些模擬世界不具有的特性,其使開(kāi)關(guān)式電源設計擁有迄今還不可能實(shí)現的功能。正如工程其他方面一樣,這些好處是有代價(jià)的,而是否選擇使用數字解決方案必須根據這些優(yōu)點(diǎn)是否勝過(guò)其帶來(lái)的問(wèn)題來(lái)決定。
一個(gè)頻頻被提及的數字控制優(yōu)點(diǎn)是其允許移除控制器中的一些無(wú)源組件,從而消除了組件容差和老化問(wèn)題。另外,在一些應用中這種優(yōu)點(diǎn)更有更大的價(jià)值和深遠的意義。例如,在一些多環(huán)路設計中,使用數字處理器可以將控制功能集中于一個(gè)器件中,從而實(shí)現諸如電源軌排序、裕量設置、負載共享、相位補償以及軟件實(shí)施故障預測等功能。
模塊化電源設計人員擁有了更多的優(yōu)勢。想想一家電源廠(chǎng)商有許多不同功率級的情況吧。采用數字控制解決方案,可讓一個(gè)單處理器與單獨自定義軟件一起工作以滿(mǎn)足每個(gè)功率級的需求。大規模生產(chǎn)時(shí),產(chǎn)生的經(jīng)濟規模會(huì )十分巨大。
在使用數字電源以前,當然也有一些必須要考慮的問(wèn)題。數字控制器的 PCB 板級空間必須包括 MCU、晶體時(shí)鐘、保護/濾波和 ADC 引腳緩沖。另外,對 PWM 精度和 ADC 動(dòng)態(tài)范圍也有一些限制。盡管如此,一些最新的數字電源專(zhuān)用 MCU 產(chǎn)品還是可以解決多大數這些問(wèn)題。
模擬工程師們擔心的另一個(gè)問(wèn)題是掌握這些數字設計技術(shù)所需的時(shí)間和精力。許多情況下,如 Z 轉換和采樣理論等概念通常自畢業(yè)那天起就沒(méi)有接觸過(guò)了!幸運的是,許多在線(xiàn)工具現在都是免費提供,其自動(dòng)根據一套用戶(hù)頻率域規范將一個(gè)模擬設計轉換成離散時(shí)間當量。Biricha 還提供了為期數天的數字電源設計課程,專(zhuān)為那些希望掌握數字技術(shù)或者只是想溫習一下長(cháng)時(shí)間忽略的知識的工程師們量身定制。另外,在未來(lái)數月 Bodo Power 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字 PSU 設計方面的幫助。
綜上所述,數字電源不是讓模擬電源冗余的“魔法子彈”。模擬和數字電源都會(huì )存在,并將和睦相處。如果不需要額外的數字控制功能,那么模擬電源毫無(wú)疑問(wèn)就是理想選擇。反之,在有眾多嚴格調節功率級的復雜系統中,要求監控、數據通信和靈活控制環(huán)路,這時(shí)數字解決方案更能發(fā)揮其應有的作用。幸運的是,數字電源控制優(yōu)化微處理器的推出以及一些新型工具和培訓的出現可以讓廣大設計人員可以為眼前的應用選擇最佳的解決方案。 |
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