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　　如果內核電壓超過規定容差極限，那么數字IC可能會開始復位，否則就會產生邏輯錯誤。為了防止這一情況的發生，設計人員需要特別注意所使用的POL模塊的瞬態性能。數字負載（例如的AlteraArria10）要求極為快速的瞬態響應和極低的電壓偏離。為了達到這些目標，許多附加的輸出電容器通常會被添加到DC/DC轉換器中，以提供直到其反饋環路能夠響應的保持時間。從而構成完整的電源解決方案。

　　多年來，電容技術不斷發展，容積效率不斷提高，即便使用更高的容積效率，整個電源解決方案也會超過單個電源模塊體積的兩倍。這就要求占用PCB較大的空間。然而，在今天更為小型化的系統中通常不能提供這樣大的空間。另外，在計入電容器成本的情況下，電源材料的整體成本也會超出電源模塊成本許多。

　　隨著DC/DC電源模塊技術的不斷創新，系統設計人員現在可以在使用更少輸出電容的同時，獲得更快的瞬態響應、更小的電壓偏離。Altera推出的更新版本CycloneVSoC的電源參考設計，便是一個典型的例子。這些高度集成的電源解決方案可以使得輸出電容的數量減少一半（10個減為5個），極大程度地幫助用戶簡化了電源設計難度和成本。影響POL轉換器性能的另一個決定性因素是噪聲。開關式POL運行在不同頻率上并共享一個共有輸入總線時，由此產生的不同頻率及其差異會造成拍頻問題，對EMI濾波造成困難。Enpirion的EM1130模塊具有Sync同步特性，該特性使得設計人員能夠將多個EM1130模塊的開關頻率與特定頻率同步，從而消除拍頻，并使得EMI濾波更加輕松，而同時又不會增加任何的系統額外成本。

　　圖2降低輸出電容的數量簡化電源設計尺寸和成本

　　數字電源的發展趨勢

　　10多年前，當數字電源產品次出現時，大多數的電源設計工程師都對利用DSP的數字電源控制器代替模擬的PWM控制器的概念持懷疑態度，因為人們容易將數字電源和軟件故障或者是因為系統死機引起的電源爆炸事故聯系在一起。在包含了數字通信和控制復雜的功率系統所必需的全部功能性產品面世之前，這些基本概念是通過高成本的DSP或者性能有限的FPGA得到驗證的。雖然數字電源技術已被證實具有提高功率系統性能的能力，但業界還不能接受利用數字技術處理原來一直通過模擬方式完成的工作。在過去的幾年間，數字電源技術取得了巨大進步，市場分析人士以及投資者對其未來增長潛力非常樂觀。

　　首先，我們要了解一下當前數字電源市場有哪些不同的解決方案，先了解清楚數字電源究竟意味著什么是很重要的。功率系統監視、監測、故障檢測和數據記錄是“數字電源管理”的一個重要方面，其可以通過價廉的微控制器、FPGA或者PLD實現，而時基要求比較低。不過，數字電源更具有挑戰性的例子是“數字控制電源”，其中有一個或多個電源控制環路，以高速模數轉換器（ADC）和微控制器、狀態機或DSP控制算法為基礎。

　　根據半導體市場研究機構IMS估計，數字功率半導體市場將從2012年的27億美元增長到2017年的124億美元。服務器現在是數字電源的大單一市場，預計2013年占到整體營業收入的33%。2012-2017年該領域的復合年度增長率將達44.8%。增長快的數字電源應用領域將是照明，預計2012至2017年，該領域的復合年度增長率將達146%。其中來自LED照明解決方案的使用不斷增長，尤其是需要滿足切相調光解決方案適合采用數字電源控制來實現對不同相位調光器的兼容性。同時，筆記本與平板電腦中的PFC數字電源的復合年度增長將分別達99%和82%。主要家用電器中數字電源將增長76%，手機中數字電源將增長52%。從中可以看出，未來幾年內數字電源的營收增長勢頭將遠遠超過模擬電源。

　　不論是對PFC應用，還是POL應用，一個可以配置在許多OEM（原始設備制造商）產品平臺上的控制器有助于加快開發速度，并減少需維護的元件庫存，以提高更高的價值。

　　數字電源更適合于更大功率的應用，因為這類應用需要一個或多個PFC（功率因數校正）穩壓器、多個隔離和非隔離的電源軌，以及復雜的冷卻溫度曲線。服務器電源系統就是數字控制和電源管理在分布式電源架構中提供性能和效率優勢的實例之一。隨著越來越多的數字電源進入到服務器和計算功率領域，其他大功率DPA（分布式電源架構）系統（比如用于電信和數據通信的DPA系統）開始采用數字電源解決方案。

　　POL轉換器一般為低電壓、大電流數字負載（如FPGA、微處理器、DSP及其他具有極高動態特性的數字電路）提供電壓。保持電壓在1V左右的調節，同時利用純模擬控制技術來滿足近200A/ns的負載瞬態要求變得越來越困難。有些數字控制器能夠提供在同類模擬IC中難以實現的功能，例如非線性控制。事實上，幾乎所有的POL數字控制器都包含了一些不同的旨在改善瞬態響應的控制技術。這些專用控制算法構成了傳統模擬電源公司進入數字電源開發的門檻。Altera的電源事業部在去年成功收購創新電源公司Enpirion的基礎上，成功于今年12月在市場上推出一系列高性能的全集成數字電源解決方案。其中，EM1130內部采用數字內核實現控制環路，可以滿足極為嚴苛的瞬態要求，實現極低的紋波電壓（5mV峰峰值），以及在輸出電壓范圍（0.6V~1.5V）實現極高的穩壓±0.5%。同時可以支持PMBus通信接口，可以實現遠程的電流、電壓和溫度監控。容－源－電－子－網－為你提供技術支持

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