数字电源开发周期正在缩短

 
  
       数字电源是一个新兴的产品领域，对于数字电源的概念，业界还没有一个统一的定义。对于TI的C2000产品来讲，它支持的数字电源是一个全数字化的解决方案：电源的实时控制部分和系统的管理、监控完全采用数字化的CPU来实现。现在，有些电源产品核心的控制部分采用模拟技术，但增加了数字化监测或管理功能，这样的电源产品有时候也称为数字电源。相对于传统的方案，全数字化电源带来很大的变化，比如电源的负载情况非常复杂，用传统的模拟电源来做需要复杂的处理电路，整个控制环路实现数字化以后，控制部分完全是用软件来实现，而不再是用模拟电路来实现，因此，控制策略可以非常灵活。当然，这就要求CPU的控制速度要非常快，这是TI的C2000控制器的优势之一,它目前的最高运行速度达到150MHz。
       作为一个电源的数字化系统方案平台，C2000不仅提供了丰富的通信接口，如CAN，SCI，SPI等等，还在芯片上集成了非常高性能的A/D转换模块和PWM控制模块,C2000在片上的A/D模块的最高采样转换速率可以达到80nS，也就是说，在1秒钟之内，它可以完成12.5兆次采样。其片上的PWM模块，更是目前针对于电源控制提供的最专业的数字化控制模块,对于AC/DC，DC/DC变换电路的各类拓扑驱动，如多相PFC、移相全桥的ZVS、ZCS的PWM驱动，都可以在这一模块上非常方便地实现。此外，它提供的高精度PWM输出功能(HRPWM)，在业界独一无二,其输出分辨率可以高达150pS。这一高精度PWM功能可以在电源的开关频率高达1MHz的情况下，保持约12.4位的输出精度。这一技术被看作是模拟电源向数字电源过渡的瓶颈的巨大突破。
       从目前电源产品发展趋势来看，目前一些电源厂商已经采用TI的C2000平台实现了电源的数字化，其对应的产品系列也在快速增长。随着越来越多的数字电源产品的面世，数字电源的优势已经得众多厂商和用户的认可，这也使近年来数字电源的发展一直处于加速过程。其背后最主要的推动力之一，就是采用软件代替硬件后，给电源产品的设计、生产、维护等方面所带来的前所未有的灵活性。电源产品的设计生产很复杂，一旦用硬件来实现产品功能，改变或扩充功能就非常困难，而用软件就非常方便。基于这样一个数字化的应用开发平台，电源供应商可以在最短的时间内为其用户提供针对性的解决方案。
       电源其实是一个对成本要求特别高的产品。我们目前看到的数字电源一般都是在200W以上的大功率。在这样一个功率级别上，用CPU代替传统的模拟技术，其成本优势也就显现出来。目前，因此近年来数字化电源已经成为业界的一个热门话题。
       面对消费电子领域的应用，数字电源同样有应用潜力，比如对于大屏幕电视，数字电源就比较有优势。对成本，无论是工业界还是消费电子领域，对成本都是比较关注的，进入工业界的时候一定要比模拟技术成本低、性能好，才会有市场机会，进入消费电子领域也是同样的。数字电源进入消费电子领域，其实困难之一是人的因素，此前采用模拟技术的工程师，一下子转到数字设计，不是很适应，数字电源设计门槛也确实比较高，因此，作为在这一领域比较领先的公司，TI也正在采取一些措施来降低设计门槛，其中一个方法就是我们专门开设了一个数字电源的网页，为工程师提供参考设计，其中包括软件和硬件，我们也欣喜地看到，数字电源产品的开发周期变得越来越短。