什么是數(shù)字電源？選擇它的原因是什么？

數(shù)字電源主要是開關(guān)電源的外特性。一是指數(shù)字電源的“通信”功能，二是指數(shù)字電源的“數(shù)控”功能，三是指數(shù)字電源對(duì)溫度等參數(shù)監(jiān)測(cè)功能。數(shù)字電源有多種定義。定義一：通過數(shù)字接口控制的開關(guān)電源(它強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字電源的“通信”功能)。

定義二：具有數(shù)字控制功能的開關(guān)電源(它強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字電源的“數(shù)控”功能)。定義三：具有數(shù)字監(jiān)測(cè)功能的開關(guān)電源(它強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字電源對(duì)溫度等參數(shù)的“監(jiān)測(cè)”功能)。上述三種定義的共同特點(diǎn)是“模擬開關(guān)電源的改造升級(jí)”，所強(qiáng)調(diào)的是“電源控制”，其控制對(duì)象主要是開關(guān)電源的外特性。

定義四：以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或微控制器(MCU)為核心，將數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)器、PWM控制器等作為控制對(duì)象，能實(shí)現(xiàn)控制、管理和監(jiān)測(cè)功能的電源產(chǎn)品。它是通過設(shè)定開關(guān)電源的內(nèi)部參數(shù)來改變其外在特性，并在“電源控制”的基礎(chǔ)上增加了“電源管理”。所謂電源管理是指將電源有效地分配給系統(tǒng)的不同組件，最大限度地降低損耗。數(shù)字電源的管理(如電源排序)必須全部采用數(shù)字技術(shù)。與傳統(tǒng)的模擬電源相比，數(shù)字電源的主要區(qū)別是控制與通信部分。在簡(jiǎn)單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場(chǎng)合，模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠鋺?yīng)用的針對(duì)性可以通過硬件固化來實(shí)現(xiàn)，而在可控因素較多、實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、需要多個(gè)模擬系統(tǒng)電源管理的、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)字電源則具有優(yōu)勢(shì)。

此外，在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中，相對(duì)模擬電源，數(shù)字電源是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)多方面的應(yīng)用，其具備的可擴(kuò)展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù)，優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)過電流保護(hù)與管理，它還可以減少外圍器件的數(shù)量。數(shù)字電源有用DSP控制的，還有用MCU控制的。相對(duì)來講，DSP控制的電源采用數(shù)字濾波方式，較MCU控制的電源更能滿足復(fù)雜的電源需求，而且實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好。

電力電子技術(shù)是關(guān)于能量轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)、控制和管理等方面的學(xué)科，而數(shù)字電源則是電力電子技術(shù)的一種應(yīng)用，是利用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)電源控制和管理的新型電源。

上篇中我們對(duì)各類電力變換電路的工作原理及應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了介紹，本篇將帶領(lǐng)大家走進(jìn)你想了解的數(shù)字電源世界。

什么是數(shù)字電源?

數(shù)字電源是一種數(shù)字控制的電源設(shè)備，可以通過數(shù)字控制芯片(DSP、MCU等)實(shí)現(xiàn)輸出電壓、電流、功率等參數(shù)的精確控制與調(diào)節(jié)。

數(shù)字電源具有高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性、高效率、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)化調(diào)節(jié)等特點(diǎn)。

隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)字電源已經(jīng)成為電源領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，并在通信行業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療行業(yè)、航空航天以及研究教育等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

數(shù)字電源與模擬電源

數(shù)字電源和模擬電源都是用來為電子設(shè)備提供穩(wěn)定電壓和電流的電源設(shè)備。它們的主要區(qū)別在于工作原理與性能特點(diǎn)：

數(shù)字電源采用數(shù)字信號(hào)來控制開關(guān)電源的開關(guān)狀態(tài)和頻率，并通過數(shù)字控制核心(DSP、FPGA等)對(duì)電源輸出進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè);模擬電源使用模擬信號(hào)來控制輸出電壓和電流，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

數(shù)字電源通常具有多個(gè)輸出通道和多種工作模式，可以為多種不同的負(fù)載提供適宜的電源輸出，并支持多重保護(hù)和監(jiān)控功能;模擬電源通常只提供單一的輸出通道和基本的保護(hù)功能。

數(shù)字電源具備通訊功能，可以通過TCP/IP、CAN總線、RS485等方式連接計(jì)算機(jī)，并通過軟件實(shí)現(xiàn)輸出的控制、監(jiān)測(cè)與管理;而模擬電源并不具備通訊功能。

數(shù)字電源具有可編程性，可以通過軟件編程進(jìn)行輸出參數(shù)的控制;而模擬電源若想改變輸出參數(shù)，需要通過手動(dòng)調(diào)節(jié)硬件旋鈕或開關(guān)。

因此，在簡(jiǎn)單易用且參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場(chǎng)合模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢(shì)。

而在可控因素較多、實(shí)時(shí)反應(yīng)速度要求高、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)中，數(shù)字電源更具優(yōu)勢(shì)。

市面上大部分大功率電源主要為數(shù)字電源。

常用的數(shù)字電源控制核心

數(shù)字電源控制核心主要用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字電源的各種控制算法，常用的數(shù)字電源控制核心有MCU、DSP、FPGA等。

DSP芯片的優(yōu)點(diǎn)是處理能力強(qiáng)、運(yùn)算速度快、精度高，缺點(diǎn)是價(jià)格較高，典型的DSP有TI的TMS320系列、ADI的Blackfin系列等。

MCU芯片的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是處理能力和運(yùn)算速度相對(duì)較低，典型的MCU有基于ARM Cortex-M系列的STM32系列、基于PIC技術(shù)的PIC16系列和PIC18系列等。

FPGA芯片的優(yōu)點(diǎn)是具備可編程性且應(yīng)用靈活，可以實(shí)現(xiàn)多種電源控制算法和輸出參數(shù)的調(diào)整，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)和開發(fā)難度較大，成本也相對(duì)較高，典型的FPGA有Xilinx的Spartan系列、Altera的Cyclone系列等。

總體來說，數(shù)字電源控制芯片的優(yōu)點(diǎn)明顯，但不同的芯片有各自的特點(diǎn)和適用范圍，需要根據(jù)具體應(yīng)用情況進(jìn)行選擇。

數(shù)字電源的研發(fā)門檻較高，同時(shí)目前數(shù)字電源核心控制芯片大多來自國(guó)外，未來不可控因素多且價(jià)格昂貴。

因此武漢森木磊石推出了電源控制核心——PPEC系列，PPEC芯片可通過軟件實(shí)現(xiàn)免代碼開發(fā)，降低了數(shù)字電源的開發(fā)門檻，為企業(yè)降本增效。數(shù)字電源是什么意思?

數(shù)字電源，也稱為DC電源，是一種用于提供穩(wěn)定直流電壓的電子設(shè)備。數(shù)字電源通常由直流轉(zhuǎn)換器、穩(wěn)壓器和控制軟件組成，具有精確可編程控制和計(jì)量功能。

傳統(tǒng)模擬電源通常采用傳統(tǒng)的變壓器、整流器和穩(wěn)壓電路構(gòu)成，而數(shù)字電源則采用數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor，DSP)和微控制器(Microcontroller Unit，MCU)技術(shù)。數(shù)字電源具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：

1. 可編程控制

數(shù)字電源可以通過軟件進(jìn)行控制，具有多種工作模式可供選擇，可以根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行靈活調(diào)整，比如可以根據(jù)負(fù)載電流等動(dòng)態(tài)變化來實(shí)現(xiàn)精確穩(wěn)壓控制。

2. 精度高

數(shù)字電源具有高精度穩(wěn)定輸出，通?？梢赃_(dá)到0.001V的穩(wěn)定精度，并且通過相應(yīng)的校準(zhǔn)和校驗(yàn)工作可以保證輸出精度的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

3. 響應(yīng)速度快

數(shù)字電源的控制速度快，可以在微秒級(jí)別內(nèi)響應(yīng)負(fù)載變化和輸入電壓變化，保證輸出電壓的穩(wěn)定性和可靠性。

4. 多功能性

數(shù)字電源還具有多種功能特性，比如多組輸出、電流/電壓輸出自動(dòng)切換、自動(dòng)限流/反饋控制等特點(diǎn)，提供更好的安全保護(hù)和輸出控制手段。

5. 用戶友好性

數(shù)字電源的操作簡(jiǎn)便、易學(xué)易用，通常具有帶有液晶顯示屏幕和多組按鍵等用戶界面，可以輕松地實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和更改。

數(shù)字電源的應(yīng)用非常廣泛，常見于各種電子實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)線、電子設(shè)備維修等領(lǐng)域，通?？梢杂糜跍y(cè)試和調(diào)試各種電子元器件、電路板或設(shè)備、甚至是電機(jī)和電器制造。

總之，數(shù)字電源具有一系列智能化和先進(jìn)的特點(diǎn)，為工程師和科學(xué)家在電子領(lǐng)域提供了可靠的、高精度的控制和測(cè)試手段。