電源是生活中最常用的電力裝置之一,我們的電子設備中都有電源的身影。為增進大家對電源的認識,本文將對數字電源、模擬電源以及模擬電源的優(yōu)勢與不足予以介紹。如果你對電源或是本文內容具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、數字電源與模擬電源
“數字電源是采用數字方式實現(xiàn)電源的控制、保護回路與通信接口的新型電源技術??删幊獭㈨憫院蛿底汁h(huán)路控制是表征數字電源的3個主要特征。
隨著半導體工藝技術的不斷升級,電路板上的元器件運行速度更快、體積更小,而且還要求更多、更低的供電電壓和更大的供電電流;最終系統(tǒng)的功能不斷增加,平均售價卻不斷下降。此外,用戶對電源的故障修復時間、電源運行狀態(tài)的感知與控制的要求越來越高,電源設計人員不再滿足于實時監(jiān)控電流、電壓、溫度,還提出了診斷電源供應情況、靈活設定每個輸出電壓參數的要求。這些需求已是今日的模擬解決方案難以滿足的。因此,作為電源管理發(fā)展的新思路的數字電源應運而生,其目標就是將電源轉換與電源管理架構用數字方法集成到單芯片中,實現(xiàn)智能、高效的轉換與控制及通信。
數字電源是采用數字方式實現(xiàn)電源的控制、保護回路與通信接口的新型電源技術。可編程、響應性和數字環(huán)路控制是表征數字電源的3個主要特征。
隨著電源系統(tǒng)的性能和功率的不斷提高,實現(xiàn)電源性能指標所必需的元件數量和成本也隨之增加,越來越多的控制需要通過具有成本效益的數字電路實現(xiàn)。一般認為,在設計DC/DC變換器時,通常100W以上的系統(tǒng)中會應用數字控制技術;而在設計AC/DC變換器時,250W以上的系統(tǒng)會應用數字技術,這樣電源的經濟性會更高一些。因此,在未來的電源系統(tǒng)中,模擬與數字技術將共存相當一段時間。30年前,電源行業(yè)轉向開關電源是一個很大的變化,而電源數字化趨勢將會是一個更大的變化。
二、模擬電源的優(yōu)勢與不足
目前,除了一些專門用于微處理器的轉換器之外,市場上大多數磚形轉換器、中間總線轉換器及負載點POL轉換器仍采用模擬控制。這是因為許多模擬電源系統(tǒng)經過了多年的檢驗,可靠性還是很高的。
可盡管模擬電源解決方案的成本、性能(如負載變化時的電源響應時間)、占板面積等指標都優(yōu)于當前的數字電源解決方案,但對開發(fā)人員來說,它完全是一種固定模式的黑盒應用,抑制了開發(fā)人員發(fā)揮創(chuàng)造力的激情。對電源進行同步跟蹤、電壓排序、故障診斷及適應環(huán)境變化的能力還是比較差的。
目前,許多高性能的DC/DC轉換器仍通過簡單的無源器件產生的模擬信號進行設置和控制。即使是具有最先進拓撲結構的高性能轉換器,也還需要使用外部電阻、電容來確定諸如啟動時間、輸出點值及開關頻率等參數。這些電阻、電容的值都是設計調試時確定的,制造完成后不可輕易更改,因此自適應的電源管理方案也就不可能實現(xiàn)。而且,為實現(xiàn)更多功能,就要設計更多的直接反饋電路,所以模擬控制環(huán)路會變得非常復雜。
傳統(tǒng)的模擬控制架構已經使用多年,但仍有不少缺陷。舉例來說,模擬控制電路因為使用許多元器件而需要很大空間,這些元器件本身的值還會隨使 用時間、溫度和其他環(huán)境條件的變化而變動,從而對系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應能力造成負面影響。模擬控制的控制-響應特性是由分立元器件的值決定的,它總是面向一個范圍狹窄的特定負載,因此無法為所有電壓值或負載點提供最優(yōu)化的控制響應。換句話說,如果你需要一個可以在很多產品中重復使用而不必更換部件的設計平臺,則模擬方案難以勝任。除此之外,模擬系統(tǒng)的測試和維修都非常困難。
以上便是此次小編帶來的電源相關內容,通過本文,希望大家對電源已經具備一定的了解。如果你喜歡本文,不妨持續(xù)關注我們網站哦,小編將于后期帶來更多精彩內容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!