数字电源的定义和特点

时间：2018-06-01

1. 数字电源的定义
   目前，数字电源由多种定义
   定义1：通过数字接口控制的开关电源（它强调的是数字电源的”通信”功能）。
   定义2：具有数字控制功能的开关电源（它强调的数字电源的“数控”功能）。
   定义3具有数字监测功能的开关电源（它强调的是数字电源对温度等参数的“监测”功能）。
   上诉3种定义的共同特点是“模拟开关电源的改造升级”，所强调的是“电源控制”，其控制对象主要是开关电源的外特性。
   定义4：以数字信号处理器或微控制器（MCU）为核心，将数字电源驱动器、脉宽调制控制器等作为控制对象，能实现控制、管理和监测功能的电源产品。它是通过设定开关电影的内部参数来改变其外在特性，并在“电源控制”的基础上增加了“电源管理”，所谓电源管理，是指将电源有效地分配给系统的不同组件，最大限度地降低损耗。数字电源的管理（如电源排序）必须全部采用数字技术。
   与传统的模拟电源相比，数字电源的主要区别是控制与通信部分。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，需要更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。
   此外，在复杂的多系统业务中，相对模拟电路，数字电源时通过软件编程来实现多方面的应用，其具备的可扩展性与重复使用性使用户可以方便更改工作参数，优化电源系统，通过实时过电流保护与管理，它还可以减少外围器件的数量。
数字电源有用DSP控制的，还有用MCU控制的，相对来讲，DSP控制的电源采用数字滤波方式，较MCU控制的电源更能满足复杂的电源需求，而且实时反应速度更快、电源稳压性能更好。
   2. 数字电源的特点
（1）控制智能化
   它是以数字信号处理器或微控制器为核心，将数字电源驱动器及PWM控制器作为控制对象面而构成的智能化开关电源系统，传统的由微控制器控制的开关电源，一般只是控制电源的启动和关断，并非真正意义的数字电源。
（2）数模组件组合优化
   采用“整合数字电源”技术，实现了开关电源中模拟组件与数字组件的优化组合，例如,功率级所用的模拟组件MOSFET驱动器，可以很方便地与数字电源控制器相连并实现各种保护及偏置电源管理，而PWM控制器也属于数控模拟芯片。
（3）集成度高
    实现了电源系统单片集成，将大量的分离式元器件整合到一个芯片或一组芯片中。
   （4）控制精度高
    能充分发挥数字信号处理器及微控处理器的优势，使所设计的数字电源达到高技术指标，例如，其脉宽调制分辨力可达150ps（10-12s）的水平，这是传统开关电源所望尘莫及的，数字电源还能实现多相位控制、非线性控制、负载均流以及故障预测等功能，为研制绿色节能型开关电源提供了便利条件。
   （5）模块化程度高
    数字电源模块化程度高，各模块之间可以方便地实现有机融合，便于构成分布式数字电源系统，提高电源系统的可靠性。