數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)字電源技術(shù)的詳解及應(yīng)用概述

　　近年來，數(shù)字控制技術(shù)在電源中得到迅速的發(fā)展，各種在模擬電路中難以實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)代控制方法開始應(yīng)用于電源的控制中。隨著數(shù)字信號(hào)處理器DSP的發(fā)展，使數(shù)字式的開關(guān)電源能達(dá)到較高的開關(guān)頻率。相對(duì)模擬系統(tǒng)而言，數(shù)字系統(tǒng)在開關(guān)電源中具有設(shè)計(jì)周期短、靈活多變、易實(shí)現(xiàn)模塊化管理、能夠消除由離散元件引起的不穩(wěn)定和電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。因此，數(shù)字電源在高精度電源中的應(yīng)用越來越廣泛，成為現(xiàn)代電源技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

　一、數(shù)字電源的定義和特點(diǎn)

　　（一）數(shù)字電源的定義

　　目前，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”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。在簡單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場合，模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢，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。

　　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。