數(shù)字電源與模擬電源了解嗎?模擬電源優(yōu)勢(shì)與不足分析!

電源是生活中最常用的電力裝置之一，我們的電子設(shè)備中都有電源的身影。為增進(jìn)大家對(duì)電源的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)數(shù)字電源、模擬電源以及模擬電源的優(yōu)勢(shì)與不足予以介紹。如果你對(duì)電源或是本文內(nèi)容具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、數(shù)字電源與模擬電源

“數(shù)字電源是采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)電源的控制、保護(hù)回路與通信接口的新型電源技術(shù)。可編程、響應(yīng)性和數(shù)字環(huán)路控制是表征數(shù)字電源的3個(gè)主要特征。

隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷升級(jí)，電路板上的元器件運(yùn)行速度更快、體積更小，而且還要求更多、更低的供電電壓和更大的供電電流;最終系統(tǒng)的功能不斷增加，平均售價(jià)卻不斷下降。此外，用戶(hù)對(duì)電源的故障修復(fù)時(shí)間、電源運(yùn)行狀態(tài)的感知與控制的要求越來(lái)越高，電源設(shè)計(jì)人員不再滿(mǎn)足于實(shí)時(shí)監(jiān)控電流、電壓、溫度，還提出了診斷電源供應(yīng)情況、靈活設(shè)定每個(gè)輸出電壓參數(shù)的要求。這些需求已是今日的模擬解決方案難以滿(mǎn)足的。因此，作為電源管理發(fā)展的新思路的數(shù)字電源應(yīng)運(yùn)而生，其目標(biāo)就是將電源轉(zhuǎn)換與電源管理架構(gòu)用數(shù)字方法集成到單芯片中，實(shí)現(xiàn)智能、高效的轉(zhuǎn)換與控制及通信。

數(shù)字電源是采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)電源的控制、保護(hù)回路與通信接口的新型電源技術(shù)?？删幊?、響應(yīng)性和數(shù)字環(huán)路控制是表征數(shù)字電源的3個(gè)主要特征。

隨著電源系統(tǒng)的性能和功率的不斷提高，實(shí)現(xiàn)電源性能指標(biāo)所必需的元件數(shù)量和成本也隨之增加，越來(lái)越多的控制需要通過(guò)具有成本效益的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。一般認(rèn)為，在設(shè)計(jì)DC/DC變換器時(shí)，通常100W以上的系統(tǒng)中會(huì)應(yīng)用數(shù)字控制技術(shù);而在設(shè)計(jì)AC/DC變換器時(shí)，250W以上的系統(tǒng)會(huì)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，這樣電源的經(jīng)濟(jì)性會(huì)更高一些。因此，在未來(lái)的電源系統(tǒng)中，模擬與數(shù)字技術(shù)將共存相當(dāng)一段時(shí)間。30年前，電源行業(yè)轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)電源是一個(gè)很大的變化，而電源數(shù)字化趨勢(shì)將會(huì)是一個(gè)更大的變化。

二、模擬電源的優(yōu)勢(shì)與不足

目前，除了一些專(zhuān)門(mén)用于微處理器的轉(zhuǎn)換器之外，市場(chǎng)上大多數(shù)磚形轉(zhuǎn)換器、中間總線轉(zhuǎn)換器及負(fù)載點(diǎn)POL轉(zhuǎn)換器仍采用模擬控制。這是因?yàn)樵S多模擬電源系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了多年的檢驗(yàn)，可靠性還是很高的。

可盡管模擬電源解決方案的成本、性能(如負(fù)載變化時(shí)的電源響應(yīng)時(shí)間)、占板面積等指標(biāo)都優(yōu)于當(dāng)前的數(shù)字電源解決方案，但對(duì)開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，它完全是一種固定模式的黑盒應(yīng)用，抑制了開(kāi)發(fā)人員發(fā)揮創(chuàng)造力的激情。對(duì)電源進(jìn)行同步跟蹤、電壓排序、故障診斷及適應(yīng)環(huán)境變化的能力還是比較差的。

目前，許多高性能的DC/DC轉(zhuǎn)換器仍通過(guò)簡(jiǎn)單的無(wú)源器件產(chǎn)生的模擬信號(hào)進(jìn)行設(shè)置和控制。即使是具有最先進(jìn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高性能轉(zhuǎn)換器，也還需要使用外部電阻、電容來(lái)確定諸如啟動(dòng)時(shí)間、輸出點(diǎn)值及開(kāi)關(guān)頻率等參數(shù)。這些電阻、電容的值都是設(shè)計(jì)調(diào)試時(shí)確定的，制造完成后不可輕易更改，因此自適應(yīng)的電源管理方案也就不可能實(shí)現(xiàn)。而且，為實(shí)現(xiàn)更多功能，就要設(shè)計(jì)更多的直接反饋電路，所以模擬控制環(huán)路會(huì)變得非常復(fù)雜。

傳統(tǒng)的模擬控制架構(gòu)已經(jīng)使用多年，但仍有不少缺陷。舉例來(lái)說(shuō)，模擬控制電路因?yàn)槭褂迷S多元器件而需要很大空間，這些元器件本身的值還會(huì)隨使 用時(shí)間、溫度和其他環(huán)境條件的變化而變動(dòng)，從而對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負(fù)面影響。模擬控制的控制-響應(yīng)特性是由分立元器件的值決定的，它總是面向一個(gè)范圍狹窄的特定負(fù)載，因此無(wú)法為所有電壓值或負(fù)載點(diǎn)提供最優(yōu)化的控制響應(yīng)。換句話說(shuō)，如果你需要一個(gè)可以在很多產(chǎn)品中重復(fù)使用而不必更換部件的設(shè)計(jì)平臺(tái)，則模擬方案難以勝任。除此之外，模擬系統(tǒng)的測(cè)試和維修都非常困難。

以上便是此次小編帶來(lái)的電源相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)電源已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!