数字电源研究分析

•数字电源可以降低成本，简化你的设计，并提高精度。•数字电源非常适用于输出余量设定及逐周期回路补偿。•很多系统工程师并不想要或要非线性控制或自适应补偿。•数字电源能提高效率的声称通常无法证实。•数字电源确有独特的性能，但也存在折衷。

图1，数字电源最终达到了平稳量产的阶段（Gartner集团供应）。

芯片公司对数字电源的含义是五花八门。有些公司认为，数字电源包含了围绕一个模拟pWM（脉冲宽度调制）回路的数字功能与通信链接。其它公司称，数字电源是一种内置数字pWM芯片的状态机。还有一些公司表示，数字电源包括了一个通用DSp，DSp运行着一个闭合控制回路的算法。而过去十年来学术意义上的真正数字电源，则拥有一个数字pWM回路，并带有一个状态机或一只DSp。一只模拟pWM器件上加上一个串行总线并不能成为数字电源。不过，数字电源可以免除或消除对某些元件的要求，从而可以降低成本。

你可以为一只DSp加一个FET驱动芯片和一些代码，以控制涡轮风机的扇叶角度和变频器，基本上这就是简单的数字电源了。例如，德州仪器公司十多年前就开始为其DSp供应电源库。该公司现在生产多个系列基于DSp的电源芯片（图2）。CamSemi公司尝试减少器件数，供应5WC2161pX2ac/dc控制器，它采用反馈变压器上的一个检测绕组，而不是昂贵的光耦（参考文献2与图3）。数字电源不用二极管来检测反馈波形，当检测绕组的反馈信号为负值，以及不表示次级的输出电压时，就消除这个信号。至于降低成本，Exar公司制造了16A的XRp7740数字电源芯片，可为机顶盒或数据服务器供应多个电源轨（图4）。Exar公司拥有芯片方面的很多专利，包括将一小块片芯区域用于一个实用的控制回路（参考文献3）。这样，Exar公司的芯片定价就能与模拟芯片竞争。

德州仪器公司任何DSp的数字电源库图2，你可以编译德州仪器公司任何DSp的数字电源库，或用一只该公司专用芯片，做出数字电源系统。TI还制造采用状态机的数字电源芯片。

图3，CamSemi公司供应5W的开关电源控制芯片，它有一个替代线性电源的双极晶体管。开关设计有更高的效率，使用铜线也较少，因此降低了成本。

图4，Exar公司的XRp7740可在四个通道上供应16A输出电流。聪明的IC设计使得芯片很小，因此该公司供应的芯片价格能与模拟方法相竞争。