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详解数字电源的优势

目前在整个市场中数字电源技术所占的比例正在逐步增长,不过,随着越来越多的系统开发商采用这种技术,数字技术似乎正在成为电源系统设计的新趋势。

与传统的模仿电源比较,数字电源的首要区别是操控与通讯部分。在简略易用、参数改变要求不多的使用场合,模仿电源产品更具优势,由于其使用的针对功用够经过硬件固化来完结,而在可控要素较多、实时反应速度更快、需求多个模仿体系电源办理的、杂乱的高功用体系使用中,数字电源则具有优势。

现在在整个商场中数字电源技能所占的份额正在逐渐添加,不过,跟着越来越多的体系开发商选用这种技能,数字技能好像正在成为电源体系规划的新趋势。

模仿开关式电源现已使用了几十年。其规划为人们所熟知,并且有许多优异的教科书、仿真工具包、使用手册和研讨会。还有许多厂商供给的许多低本钱集成电路,其封装了许多功用,从集成栅极驱动器及开关到电流感应和保护。

数字操控具有一些模仿国际不具有的特性,其使开关式电源规划具有迄今还不或许完结的功用。想想一家电源厂商有许多不同功率级的状况吧。选用数字操控解决计划,可让一个单处理器与独自自界说软件一同作业以满意每个功率级的需求。大规划出产时,发生的经济规划会非常巨大。

模仿技能+DSP/MCU成为首要趋势,使用计划向消费范畴浸透更高集成度、更快瞬时呼应以及更大灵敏性是数字电源的首要优势。通常状况下,模仿PWM架构能够供给较高分辨率,但无法完结数字操控架构所具有的输出电压监督、通讯及其它杂乱操控功用;而关于数字PWM,为了到达与模仿操控架构平等的功用指标有必要具有高分辨率、高速和线性ADC,以及高分辨率、高速PWM电路,因而与模仿操控架构比较,数字操控架构的本钱将大幅添加。归纳考虑两者优势,Maxim公司的 Ashrafzadeh 以为,最佳计划是将模仿PWM与数字电路相结合,在不献身模仿操控所具有的精度和无限分辨率的状况下,供给数字操控所具有的悉数功用。


数字电源VS模仿电源的优势比照

数字开关电源正是为了战胜现代电源的杂乱性而提出的,它完结了数字和模仿技能的交融,供给了很强的习惯性与灵敏性,具有直接监督、处理并习惯系 统条件的才能,能够满意简直任何电源要求。数字电源还可经过长途确诊以确保继续的体系牢靠性,完结毛病办理、过电压(流)保护、主动冗余等功用。由于数字 电源的集成度很高,体系的杂乱性并不随功用的添加而添加过多,外围器材很少(数字电源的快速呼应才能还能够下降对输出滤波电容的要求),削减了占板面积,简化了规划制作流程。一起,数字电源的主动确诊、调理的才能使调试和保护作业变得轻松。而数字电源相关于模仿电源的优势首要体现在以下几个方面:

(1)便于高度集成化,由于数字电路选用二进制,其代码符号仪有0和l两种,因而在数字1电路中只需有个不同的状况别离表明0和1就能够,所以数字电路的根本单元非常简略,并且对元件要求也不严厉,答应电路参数有较大的离散性,有利于将许多的根本单元集成在同一硅片上进行批量出产。

(2)作业精确牢靠,抗搅扰才能强。数字信号是l和0来表明信号的,而数字电路区分信号的有无是很简略做到的,然后大大进步了电路的作业牢靠性。一起数字信号不易遭到噪声搅扰,因而它的抗搅扰才能极强。

(3)数字信息便于长时刻保存。凭借某种媒体(磁盘、光盘等)可将数字信息长时刻保存下来。

(4)数字集成电路产品多、通用性强且本钱低。

(5)保密性好,数字信息简略进行加密处理,不易被盗取。

(6)不尽能完结数值运算,还能够进行逻辑运算和判别,这在操控体系中是不行短少的。

数字电源办理芯片易于在多相以及同步信号下进行多相式并联使用,可扩展性与重复性优异,轻松完结负载均流,削减EMI,并简化滤波电路设 计。数字操控的灵敏功用把电源组合成串联或并联模型,构成虚拟电源。并且,数字电源的智能化可确保在各种输入电压和负载点上都具有最优的功率转化功率。

相对模仿操控技能,数字技能的共同优势还包含在线可编程才能、更先进的操控算法、更好的功率优化、更高的操作精确度和牢靠性、优异的体系管 理和互联功用。数字电源不存在模仿电源中常见的差错、老化(包含模仿器材的精度)、温度影响、漂移、补偿等问题,无须调谐、牢靠性好,能够获得共同、安稳 的操控参数。数字电源的运算特性使它更易于完结非线性操控(可改进电源的瞬态呼应才能)和多环路操控等高档操控算法;更新固件即可完结新的拓扑结构和操控算法,更改电源参数也无须改变板卡上的元器材。

数字操控还能让硬件渠道重复使用,经过规划不同固件即可满意各种终究体系的共同要求,然后加速产品上市,削减开发本钱、元器材库存与危险。

数字电源替代模仿电源的决议要素

数字操控能解决问题,是由于它具有比模仿操控更好的功用、更灵敏且在杂乱的规划中更易用。可是下面总结的六个方面是决议了模仿电源被数字电源替代的首要要素。

(1)瞬态呼应:操控机制极大影响了体系的瞬态呼应。例如,与电流形式比较,磁滞操控器的瞬态呼应会有很大不同。每种操控形式都既有长处,也有缺陷。数字解决计划让你能无缝地从一种形式转化到另一种形式,以供给最优的瞬态呼应。尽管模仿解决计划能够供给很好的点计划,但很少呈现满意静态的作业状况,让你能完结所想象的点计划。

(2)调理精度:一般来说,调理精度是依据线电压、负载和温度来界说的,由于这些条件中的每一个都会影响调理精度。数字操控器能够监督这些条件,并采纳操控措施,在整个作业条件规模内进行优化。

(3)安稳性:数字操控能够供给比模仿计划更好的补偿(更好地调用极点和零点),因而在安稳性上的操控要好许多。别的,补偿能够跟着条件的改变而改变,使体系能在很宽规模的条件下完结最佳的安稳性。模仿操控器的补偿是固定的,而数字操控可供给可调的乃至是自习惯的补偿。

(4)毛病呼应:数字电源操控器供给了许多毛病呼应的选项。每种毛病都有仅有的呼应特性,可依据用户的需求进行调整。模仿操控器一般只要一个固定的毛病呼应(如断电/断续/过载),用户也只能挑选用或许不必。数字操控还能供给滤波器功用,下降虚伪毛病的或许。

(5)功率:许多操控成果都会影响到功率,包含死区时刻、开关频率、栅极驱动等级、二极管仿真、加相和缺持平。针对这些要素,当时数字操控所供给的数字操控算法在整个作业条件规模内进行了优化。因而,在某个作业点下,你或许能将模仿操控器调整到很高的功率,但数字操控器却可对一切的作业点进行优化。

(6)牢靠性:削减元件数量、下降作业温度(经过功率优化)是数字电源进步体系牢靠性的两个途径。此外,灵敏的毛病呼应和勘探元器材参数细小改变的才能,能够大幅削减停机时刻。

一般状况下,对大多数简略的规划和根本要求来说,数字操控或许有点大材小用。当然,数字电源操控的灵敏程度足以敷衍这些简略的使用,其功用或许超出实践所需。因而,数字操控器显然是备受欢迎的解决办法。

别的,数字电源操控一般比模仿操控器具有更高的集成度。可是,集成度还不足以满意规划重用和灵敏性的要求;可是,数字电源操控器适用于各式各样的使用,无需凭借附加电路。从这个意义上说,这项技能的灵敏性要远优于传统的模仿技能。

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