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　　不論是模擬還是數(shù)字方案，為市場(chǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的電源對(duì)于成本特別敏感。在對(duì)數(shù)字和模擬電源解決方案兩者的成本進(jìn)行比較時(shí)，必須從系統(tǒng)整體角度出發(fā)，包括設(shè)計(jì)成本、工藝開(kāi)發(fā)、測(cè)試、驗(yàn)證、制造、庫(kù)存控制、外圍元器件節(jié)省以及可靠性導(dǎo)致的維護(hù)成本等。

　　數(shù)字控制比模擬控制具有某些更好的性能、設(shè)計(jì)更靈活且在復(fù)雜的設(shè)計(jì)中更容易上手使用。如下總結(jié)的六個(gè)方面的性能決定了模擬電源被數(shù)字電源取代的主要原因。

　　（1）瞬態(tài)響應(yīng)：控制機(jī)制極大影響了系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)。例如，與電流模式相比，磁滯控制器的瞬態(tài)響應(yīng)會(huì)有很大不同。每種控制模式都既有優(yōu)點(diǎn)，也有缺點(diǎn)。數(shù)字解決方案能無(wú)縫地從一種模式轉(zhuǎn)換到另一種模式，從而提供的瞬態(tài)響應(yīng)。

　　（2）效率：許多應(yīng)用條件都會(huì)影響到效率，包括死區(qū)時(shí)間、開(kāi)關(guān)頻率、柵極驅(qū)動(dòng)等級(jí)、二極管仿真和相移等。針對(duì)這些因素，當(dāng)前數(shù)字控制所提供的數(shù)字控制算法在整個(gè)工作條件范圍內(nèi)進(jìn)行了優(yōu)化。因此，在某個(gè)工作點(diǎn)下，也許能將模擬控制器調(diào)整到很高的效率，但數(shù)字控制器卻可對(duì)所有的工作點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。

　　（3）調(diào)節(jié) ：一般來(lái)說(shuō)，調(diào)節(jié) 是根據(jù)線(xiàn)電壓、負(fù)載和溫度來(lái)定義的，因?yàn)檫@些條件中的每一個(gè)都會(huì)影響調(diào)節(jié) 。數(shù)字控制器可以監(jiān)視這些條件，并采取控制措施，在整個(gè)工作條件范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化。

　　（4）穩(wěn)定性：數(shù)字控制能夠提供比模擬方案更好的補(bǔ)償（更好地調(diào)用極點(diǎn)和零點(diǎn)），因此在穩(wěn)定性上的控制要好很多。另外，補(bǔ)償能夠隨著條件的變化而變化，使系統(tǒng)能在很寬范圍的條件下實(shí)現(xiàn) 的穩(wěn)定性。模擬控制器的補(bǔ)償是固定的，而數(shù)字控制可提供可調(diào)的甚至是自適應(yīng)的補(bǔ)償。

　　（5）故障響應(yīng)：數(shù)字電源控制器提供了大量故障響應(yīng)的選項(xiàng)。每種故障都有的響應(yīng)特性，可根據(jù)用戶(hù)的需求進(jìn)行調(diào)整。模擬控制器一般只有一個(gè)固定的故障響應(yīng)（如斷電/斷續(xù)/過(guò)載），用戶(hù)也只能選擇用或者不用。數(shù)字控制還能提供濾波器功能，降低虛假故障的可能。

　　（6）可靠性：減少元件數(shù)量和降低工作溫度（通過(guò)效率優(yōu)化）是數(shù)字電源提高系統(tǒng)可靠性的兩個(gè)途徑。此外，靈活的故障響應(yīng)和探測(cè)元器件參數(shù)微小變化的能力，可以大幅減少停機(jī)時(shí)間。

　　如今，數(shù)字電源在市場(chǎng)上的普及正在加快。以通信基站系統(tǒng)舉例，如果能夠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)，則可更好地管理系統(tǒng)性能，進(jìn)而提高系統(tǒng)可靠性。基帶單元必須具備強(qiáng)大的信號(hào)處理能力，以處理大量數(shù)據(jù)和語(yǔ)音流量。上電/斷電期間，多路不同電流/電壓的電源必須按照正確的順序開(kāi)啟/關(guān)閉。需要對(duì)基帶工作過(guò)程中的電流和溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確保系統(tǒng)工作在容限范圍內(nèi)，并在必要時(shí)提供報(bào)警或故障指示信號(hào)。另外，遠(yuǎn)端控制功能和先進(jìn)的故障管理功能能夠確保基站實(shí)現(xiàn)更高的可靠性。如果采用模擬方案，這些功能將需要多個(gè)器件和電源管理的支持。而數(shù)字方案則可降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度，只需獨(dú)立的電源管理芯片。基站電源往往要求非常復(fù)雜的電源管理控制器，每項(xiàng)功能需要多個(gè)分立元件配合。設(shè)計(jì)方案的總電路板面積和復(fù)雜度也相應(yīng)增長(zhǎng)。另外，由于基站工作在極端溫度條件下，設(shè)計(jì)方案必須在較寬的工作溫度范圍內(nèi)保持可靠。對(duì)于傳統(tǒng)的模擬電源方案，只能在單一工作條件下設(shè)置補(bǔ)償，而又必須解決寬工作范圍問(wèn)題。同時(shí)，無(wú)源器件（例如電感和電容）的差異也加劇了電源補(bǔ)償?shù)膹?fù)雜度。

　　數(shù)字電源可作為更好的替代方案，數(shù)字架構(gòu)中能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償，并有利于優(yōu)化帶寬。更大頻寬的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)有助于改善系統(tǒng)容限或省掉輸出電容，從而縮小系統(tǒng)尺寸。此外，由于無(wú)源器件參數(shù)隨著溫度的變化而發(fā)生變化，自動(dòng)補(bǔ)償功能能夠自適應(yīng)調(diào)整，適應(yīng)條件的變化，從而在整個(gè)溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn) 設(shè)計(jì)。

　　在提高效率方面，數(shù)字電源的作用也非常大。在正確實(shí)現(xiàn)時(shí)，數(shù)字控制有可能通過(guò)占空比優(yōu)化和自適應(yīng)直通控制，在滿(mǎn)足瞬態(tài)要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更低的開(kāi)關(guān)頻率、關(guān)鍵時(shí)序的實(shí)時(shí)適應(yīng)（比如同步整流或者諧振死區(qū)時(shí)間）、切相以及根據(jù)負(fù)載電流變換工作模式等等，在一定程度上提高效率。由于系統(tǒng)功率根據(jù)負(fù)載要求進(jìn)行更有效的管理，故數(shù)字控制能夠提高總體效率。這里，不得不再次提到EM1130和Altera的Gen10FPGA合作降低系統(tǒng)靜態(tài)功耗的成功。通過(guò)SmartVID雙向通信接口應(yīng)用，EM1130可以幫助Arria10的靜態(tài)功耗顯著降低——通過(guò)實(shí)際測(cè)試，可以幫助A10的靜態(tài)功耗降低多達(dá)40%，且不會(huì)影響FPGA本身的工作性能表現(xiàn)。這個(gè)產(chǎn)品將極大地幫助Altera及其他PFGA/ASIC廠(chǎng)家實(shí)現(xiàn)高性能和低功耗的顯著設(shè)計(jì)目標(biāo)。

　　圖3EM1130的SmartVID有助FPGA顯著降低靜態(tài)功耗

　　任何數(shù)字功率控制器獲得成功的基本要求之一是可行的，易于使用的圖形用戶(hù)界面（GUI）。許多功率設(shè)計(jì)工程師都很快認(rèn)同需要數(shù)字控制器來(lái)提供全面的設(shè)計(jì)靈活性。通過(guò)可編程命令來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活性，需要對(duì)軟件層、劃分、保護(hù)功能和命令分組進(jìn)行謹(jǐn)慎周密的考慮。GUI必需直觀(guān)，操作簡(jiǎn)單自然，為重要的是，必須全天候工作。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持

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