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数字电源与模拟电源的区别

发布时间:2012-12-27

数字电源与模拟电源的区别


什么是数字电源

数字电源可以降低成本,简化你的设计,并提高精度。数字电源非常适用于输出余量设定及逐周期回路补偿。很多系统工程师并不想要或需要非线性控制或自适应补偿。数字电源能提高效率的声称通常无法证实。数字电源确有独特的性能,但也存在折衷。

芯片公司对数字电源的定义是五花八门。有些公司认为,数字电源包含了围绕一个模拟PWM(脉冲宽度调制)回路的数字功能与通信链接。其它公司称,数字电源是一种内置数字PWM芯片的状态机。还有一些公司表示,数字电源包括了一个通用DSP,DSP运行着一个闭合控制回路的算法。而过去十年来学术意义上的真正数字电源,则拥有一个数字PWM回路,并带有一个状态机或一只DSP。一只模拟PWM器件上加上一个串行总线并不能成为数字电源。不过,数字电源可以免除或消除对某些元件的要求,从而可以降低成本。

数字直流电源
图一:数字直流电源

什么是模拟电源

模拟电源通过模拟电路得到占空比去控制开关管;而数字电源通过AD采样,利用微控制器计算误差,当然也需要一定的闭环算法,得到占空比去控制开关管。一般来说,模拟电源可以不是开关电源,但数字电源一定是。

模拟电源输入
图二:模拟电源输入

数字电源与模拟电源的区别


数字电源与模拟电源的区别主要集中在控制与通信部分。在简单易用、参数变更要求不多的应用场合,模拟电源产品更具优势,因为其应用的针对性可以通过硬件固化来实现,而在可控因素较多、实时反应速度更快、需要多个模拟系统电源管理的、复杂的高性能系统应用中,数字电源则具有优势。数字电源有什麽好处它首先是可编程的,比如通讯、检测、遥测等所有功能都可用软件编程实现。另外,数字电源具有高性能和高可靠性,非常灵活。

电源管理没有纯粹的数字或模拟方案。以模拟控制架构为例,其内部脉宽调制电路即包含了数字电路,例如:时钟、门电路等(如Bob Mammano设计的SG1524)。三十年后,数字 脉宽调制(PWM)成电路同样也包含了明显的模拟电路,如:ADC、基准源、放大器等。因此,正确的方案选择取决于电路功能的合理划分,而正确的划分又与当前可以利用的技术和系统需求有关。因此,当前的划分标准可能不同于将来的标准。

由于多处理器核或小尺寸处理器对应的I/O口对于不正确的压差所引起的“闭锁”现象非常敏感,电源的跟踪与上电顺序也非常关键。复杂的电路板需要多电源供电,因此对上电顺序和跟踪的要求也更加严格。这些功能利用模拟技术很难实现,而数字技术则可解决这一复杂问题,提供精确、简单的方案。

可控制、监测4路电源的系统
图三:可控制、监测4路电源的系统


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