Bill Hutchings

    Microchip数字信号控制器部产品市场经理

    数字电源因其成本低、结构简单，而在电源转换产品中得到越来越广泛的应用。数字电源控制器芯片的出现正进一步推动着这一发展趋势，如Microchip针对数字电源转换的dsPIC数字信号控制器(DSC)就是这样的芯片。数字电源解决方案与具有相同功能的全模拟电源解决方案相比，性能更佳、成本更低，因此电源转换OEM正在越来越多地采用数字电源。

    采用数字电源实现电源转换产品，开发商在设计和商业运作中受益良多。这是因为数字电源通过可再编程软件实现电源转换控制，而且Microchip的数字控制器解决方案具有以下性能和特点：

    .增加了功率密度

    -通过减少元件数量和减小尺寸，缩小了系统尺寸；

    -效率的提升使散热片更小；

    -先进的开关技术使磁性元件更小。

    .成本更低，产品上市更快，生产更容易

    -使用更少的元件实现功能丰富的设计；

    -由DSC软件执行功率因数校正；

    -降低因元件容差/漂移而引起的设计复杂性；

    -利用软件以更少的硬件平台支持各种各样的终端产品；

    -消除了生产线调整，因元件容差问题减少；

    -允许下生产线后进行配置(负载限制和通信协议等)；

    -提高了自测功能，简化/加速了产品测试。

    .新的高性价比特性

    -适应变化的负载(容性、感性、阻性和电流要求)；

    -更好的瞬态响应性能指标(不局限于线性技术)；

    -控制电压的变化，避免元件参数超出性能指标；

    .增加了可靠性

    -限定电源的工作参数不超出性能指标外；

    -元件数量的减少有助于提高可靠性；

    -成本较低的冗余选择。

    .保护知识产权

    -由存储在受保护闪存中的软件实现关键的创新IP。

    一些相对的问题包括：

    .数字控制器成本；

    .设计团队对数字控制和技术的熟悉程度和经验深浅。

    在OEM或设计团队权衡数字与模拟解决方案的优劣和成本时，答案并非总是指向采用全数字技术的实现。Microchip为电源转换行业提供处理器和模拟解决方案已经很多年。我们认为，向数字电源的转变是一个变换过程。我们提供广泛的解决方案，所以用户可以根据其产品及设计团队的资源和经验，从中选择最合适、最有用的解决方案来实现数字控制。

    数字电源的技术趋势正在从专用电源产品和开发平台转向容量较高的标准和半定制产品。数字电源控制器解决方案的推出使这种技术趋势成为可能，因为数字电源控制器解决方案是更实用、经济高效、高度集成和易用的解决方案。

    用数字电源取代模拟电源解决方案是可行的，有很多全数字电源产品可用。现在全数字电源转换产品已得到电源公司的响应。这包括AC-DC电源，大功率DC-DC转换器和纯正弦波逆变器(如在线和离线不间断电源)。数字电源通常也应用在太阳能和其他可再生能源的逆变器系统中。

    现在，数字电源转换和数字电源管理是相当普遍的。曾经制约全数字电源发展的一些障碍现在正得到解决。这包括：

    .小型高集成的经济型控制器解决方案，这种解决方案也具有各种终端系统电源转换器所需的性能；

    .设计团队对数字电源的经验和知识；

    .清楚了解用数字电源实现终端系统电源产品在商业和技术上的优势。

    数字电源产品的开发与开发模拟电源产品非常类似。主要的考虑事项、设计和测试参量是相同的。通常，开发一个数字电源系统较模拟解决方案的开发和测试要容易。其原因是，随着更多的设计转向数字领域，可以通过快速修改软件进行设计的修改和调整。

    我们针对SMPS和数字转换应用的dsPICDSC具备众多优势。这些dsPICDSC本身包含SMPS解决方案，不需要很多的外部支持芯片，因为DSC内置有做此类工作的外设。相对于其他解决方案，用于SMPS和数字电源转换的dsPICDSC不需要外部元件执行以下功能，因为dsPICDSC都能处理：

    .内部电源PWM；

    .内部ADC；

    .内部精密振荡器；

    .内部通信外设；

    .单电源电压；

    .内部闪存和RAM；

    .小尺寸；

    .扩展级温度范围；

    .功率因数校正不需要分立的芯片。

    所以，SMPS和数字电源转换专用的dsPICDSC，与其他解决方案相比，元件数量可减少达50%。■    

Tony Armstrong

    凌力尔特公司电源产品部产品市场经理

    2008年最大的增长机会之一将出现在由电池供电的手持设备领域。由电池供电的便携式设备需要几个不同的电压轨，这是非常常见的，这种设备通常采用单个输入源─一块锂离子电池。这些电压轨包括多个微处理器轨和大量特殊功能电压轨。因此，要求电池提供必需的功率这种需求大大增强了。不过，电池的外形尺寸仍然相对较小，因为功率密度仅获得了些许提高。结果，电池工作时间成了大多数便携式手持设备的一大卖点，从而产生了对非常紧凑和高效率的多路输出同步降压型转换器的需求。

    与传统线性稳压器相比，同步降压型转换器由于转换效率提高而大大延长了电池工作时间。这些转换器具有90%至95%的效率，几乎无需任何散热措施。这种效率提高是以占用额外电路板空间为代价的，因为每个通道都有一个电感器，因此保持总体解决方案占板面积最小是极端重要。通过将多个通道组合到一个同步降压型解决方案中，所有这些通道都可以用一个输入电容器工作，从而保持解决方案占板面积最小。凌力尔特公司推出了多路输出同步降压型稳压器系列，以组成这类超紧凑、高效率的解决方案。例如，需要1.2V、1.5V、1.8V和0.8V电源轨用作DSP内核、I/O和存储器电源并采用单节锂离子电池(VBATT开始时为4.2V，之后下降到2.7V)的应用，就可以采用这个系列的稳压器。