高灵活性与高性能催生新一代数字电源控制器

在电源控制器领域，数字电源面临着两个主要的挑战，首先是灵活性，实际是工程师对数字电源的期许，他们总是希望通过数字电源控制器获得最大的灵活性，通过软件可以使数字控制器实现设计中所需的各种电源要求。其次，现在的开关电源，尤其是隔离开关电源，内部充满了非常快速的变化，所以电源控制器必须能够快速处理这些高速信号，而软件的可编程性和高速信号的检测和处理很多时候是一对矛盾。德州仪器(TI)拥有一系列完整的模拟与数字电源管理及MCU优化解决方案，可充分满足所有数字电源设计的需求，很好地解决了这个矛盾。

在数字电源领域，TI有着非常广泛的产品门类，如图1所示，从左至右，TI的产品覆盖了从模拟到半模拟直至全数字控制整个产品系列。左侧是在隔离和非隔离电源里面扮演着重要角色的模拟方案，中间是混合型方案，其核心为模拟电路，但数字接口已经和内部模拟核集成在一起。右边则为纯数字电源方案，其中包括TI的最新产品隔离式数字电源UCD3000系列。该产品系列中UCD3138则主要是应中国服务器以及通讯厂商之需推出的。

图1 TI整体数字电源产品系列

UCD3138为高集成度且可配置数字电源管理控制器，可为服务器、电信整流器以及大功率 DC/DC 模块中各种电源拓扑提高电源密度与可靠性。在图2所示的UCD3138数字电源架构中，其上方是完全可编程的硬件，它的基础是硬件，是针对电源应用架构所优化的硬件，这个硬件是一对状态机，与位于下方的ARM7相配合就可以实现很高的灵活性。由于状态机的基础是硬件处理，上下两部分集合在一起，通过编程，工程师就能够灵活地设置它的功能。

在隔离电源里，无论是服务器还是通讯类的应用，对电源的要求越来越高，高在越来越高的效率、集成度以及整体性能。UCD3138的数字控制功能可帮助设计人员进一步发挥电源系统作用，包括在多个平台上重复使用硬件设计，针对每项应用调整性能并控制参数以实现多功能等，进而加速产品上市进程。尤其是，UCD3138在6毫米 x 6毫米的小型封装中整合了强大的32位微处理器、高速高精度数据转换器、多个可编程硬件控制环路以及不同的通信引擎，充分满足上述提及的隔离电源的全部要求。

简单易用的图形用户界面(GUI)与开发工具是数字电源能否快速推广的关键，毕竟现在的大多数工程师已经习惯了模拟电源的设计，数字电源开发工具，包括功能丰富的全电压评估板、开发套件、参考设计、应用固件源代码、编程人员手册以及Code Composer Studio软件开发环境等可让设计人员轻松完成使用习惯的转换。

图2 UCD3138优化型电源架构