電源與電源管理技術發展趨勢訪談錄（五）

                                                                        　　　
Bill Hutchings
數字信號控制器部產品市場經理


　　數字電源因其成本低、結構簡單，而在電源轉換產品中得到越來越廣泛的應用。數字電源控制器芯片的出現正進一步推動著這一發展趨勢，如Microchip針對數字電源轉換的dsPIC?數字信號控制器（DSC）就是這樣的芯片。數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，因此電源轉換OEM正在越來越多地采用數字電源。

　　采用數字電源實現電源轉換產品，開發商在設計和商業運作中受益良多。這是因為數字電源通過可再編程軟件實現電源轉換控制，而且Microchip的數字控制器解決方案具有以下性能和特點：

　　·增加了功率密度

　　-通過減少元件數量和減小尺寸，縮小了系統尺寸；

　　-效率的提升使散熱片更小；

　　-先進的開關技術使磁性元件更小。

　　·成本更低，產品上市更快，生產更容易

　　-使用更少的元件實現功能豐富的設計；

　　-由DSC軟件執行功率因數校正；

　　-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品；

　　-消除了生產線調整，因元件容差問題減少；

　　-允許下生產線后進行配置（負載限制和通信協議等）；

　　-提高了自測功能，簡化/加速了產品測試。

　　·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）；

　　-更好的瞬態響應性能指標（不局限于線性技術）；

　　-控制電壓的變化，避免元件參數超出性能指標；

　　·增加了可靠性

　　-限定電源的工作參數不超出性能指標外；

　　-元件數量的減少有助于提高可靠性；

　　-成本較低的冗余選擇。

　　·保護知識產權

　　-由存儲在受保護閃存中的軟件實現關鍵的創新IP。

　　一些相對的問題包括：

　　·數字控制器成本；

　　·設計團隊對數字控制和技術的熟悉程度和經驗深淺。

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

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

　　用數字電源取代模擬電源解決方案是可行的，有很多全數字電源產品可用。現在全數字電源轉換產品已得到電源公司的響應。這包括AD-DC電源，大功率DC-DC轉換器和純正弦波逆變器（如在線和離線不間斷電源）。數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中。

　　現在，數字電源轉換和數字電源管理是相當普遍的。曾經制約全數字電源發展的一些障礙現在正得到解決。這包括：

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

　　·設計團隊對數字電源的經驗和知識；

　　·清楚了解用數字電源實現終端系統電源產品在商業和技術上的優勢。

　　數字電源產品的開發與開發模擬電源產品非常類似。主要的考慮事項、設計和測試參量是相同的。通常，開發一個數字電源系統較模擬解決方案的開發和測試要容易。其原因是，隨著更多的設計轉向數字領域，可以通過快速修改軟件進行設計的修改和調整。

　　我們針對SMPS和數字轉換應用的dsPIC DSC具備眾多優勢。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內置有做此類工作的外設。相對于其他解決方案，用于SMPS和數字電源轉換的dsPIC DSC不需要外部元件執行以下功能，因為dsPIC DSC都能處理：

　　·內部電源PWM；

　　·內部ADC；

　　·內部精密振蕩器；

　　·內部通信外設；

　　·單電源電壓；

　　·內部閃存和RAM；

　　·小尺寸；

　　·擴展級溫度范圍；

　　·功率因數校正不需要分立的芯片。

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