數(shù)字控制在電源領(lǐng)域中掀起了一波又一波的浪潮

人們對(duì)電源很少會(huì)提得起興趣。畢竟，你不會(huì)看到人們?cè)陔娨晱V告中炫耀最新電源轉(zhuǎn)換技術(shù)，不過你肯定在廣告中看到過最新的智能手機(jī)或平板電腦。不過，對(duì)于我們這種老是與數(shù)字化技術(shù)（實(shí)際上是任何一款電子設(shè)備）打交道的人來說，某些有意思的趨勢真的令人很興奮。

在過去二十多年間，數(shù)字控制已經(jīng)在電源領(lǐng)域掀起了一波又一波的浪潮。在數(shù)字控制發(fā)起之初，整個(gè)電源行業(yè)的從業(yè)人員都在問相似的問題，“數(shù)控電源到底能實(shí)現(xiàn)模擬電源無法提供的哪些功能呢？”雖然現(xiàn)如今仍然有人對(duì)這個(gè)問題有疑問，而現(xiàn)實(shí)情況是數(shù)字電源的成效已經(jīng)顯現(xiàn)。有一大批創(chuàng)新型公司通過使用數(shù)字電源提高了效率、獲得了現(xiàn)場可升級(jí)性，以及故障診斷等功能。為此，在很多顯著市場內(nèi)，數(shù)字電源的采用量在未來幾年要超過模擬控制的使用量。為了有效地順應(yīng)這一潮流，我堅(jiān)信，我們將需要一種不同的數(shù)字控制器來為此做好準(zhǔn)備。

好了，我這么說是什么意思呢？本質(zhì)上說，在過去的十年間，我們已經(jīng)目睹了效率的大幅提升。在這方面，商用電源已經(jīng)取得了驚人的進(jìn)步。然而，我認(rèn)為，下一個(gè)重大趨勢將是小型化。我們絕不會(huì)看到T臺(tái)上的模特展示最新的數(shù)字電源技術(shù)，不過，如果電源小到幾乎不可見的話，我們就會(huì)看到人們會(huì)有多么的興奮?，F(xiàn)在，這還是一項(xiàng)難以達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)；到目前為止，這項(xiàng)技術(shù)還不存在。不過，我們至少可以使這項(xiàng)技術(shù)不那么顯眼。

從根本上講，我們需要提高開關(guān)頻率。在這一方面，我們中的大多數(shù)人都會(huì)說，“那還用你說！”雖然初看起來這一點(diǎn)很明顯，但值得一提的是，現(xiàn)在很多因素正在聚合在一起，形成了一個(gè)完美的合力，將這個(gè)要求引領(lǐng)到最顯眼的位置。例如，97%高效AC-DC電源可用于商業(yè)用途，還有全新的能夠支持更高開關(guān)頻率和更低損耗的高性價(jià)比開關(guān)技術(shù)（例如氮化鎵 [GaN]），以及目前能夠?qū)⒋判栽傻匠〕叽缙骷械墓に嚰夹g(shù)。為了趕上這些趨勢，我們需要一種全新的數(shù)字處理器。我們需要一個(gè)不僅能夠趕上這些技術(shù)發(fā)展步伐，而且能夠真正加快這些技術(shù)進(jìn)步的數(shù)字控制器。

不難看出，傳統(tǒng)微處理器在實(shí)現(xiàn)在達(dá)到這一要求方面所具有的難度。這期電氣電子工程師學(xué)會(huì) (IEEE) 期刊[1]，提供了一個(gè)很直接的分析，顯示出60MHz處理器在200kHz開關(guān)頻率電源上實(shí)現(xiàn)20kHz帶寬時(shí)所表現(xiàn)出的計(jì)算資源的不足！如果我們保持在200kHz，在開關(guān)頻率為2MHz，甚至20MHz時(shí)，那么我們就需要一個(gè)革命性的全新架構(gòu)。

TI的UCD數(shù)字電源系列，諸如獲獎(jiǎng)的UCD3138數(shù)字電源控制器，具有行業(yè)所需要的高精度屬性。除了將實(shí)時(shí)控制和保護(hù)功能交給高端微控制器 (MCU) 來完成外，這些控制器引入了無需任何MCU處理時(shí)間，就能夠閉合2MHz控制環(huán)路的專用狀態(tài)機(jī)[2]。此控制器還有一個(gè)故障管理系統(tǒng)，在100ns的時(shí)間內(nèi)即可阻止故障的傳播，而又無需任何的處理器干預(yù)。這就使得處理器能夠應(yīng)付高帶寬通信，或處理密集型看管任務(wù)。

與故障管理系統(tǒng)保持一致的是，這些狀態(tài)機(jī)恰恰從根本上創(chuàng)造了這個(gè)行業(yè)在此次完美風(fēng)暴中蓬勃發(fā)展所需要的一切：一個(gè)將大量處理能力合理地放置在最需要的地方的數(shù)字控制器。或者，如果你愿意的話，也可以將它稱為打了興奮劑的數(shù)字控制器。

其它資源

• 查看TI的完整數(shù)字電源產(chǎn)品組合
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