1、模擬電源的優(yōu)勢(shì)與不足**

目前，除了一些專門(mén)用于微處理器的轉(zhuǎn)換器之外，市場(chǎng)上大多數(shù)磚形轉(zhuǎn)換器、中間總線轉(zhuǎn)換器及負(fù)載點(diǎn)POL轉(zhuǎn)換器仍采用模擬控制。這是因?yàn)樵S多模擬電源系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了多年的檢驗(yàn)，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(fù)載變化時(shí)的電源響應(yīng)時(shí)間)、占板面積等指標(biāo)都優(yōu)于當(dāng)前的數(shù)字電源解決方案，但對(duì)開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，它完全是一種固定模式的黑盒應(yīng)用，抑制了開(kāi)發(fā)人員發(fā)揮創(chuàng)造力的激情。對(duì)電源進(jìn)行同步跟蹤、電壓排序、故障診斷及適應(yīng)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(zhuǎn)換器仍通過(guò)簡(jiǎn)單的無(wú)源器件產(chǎn)生的模擬信號(hào)進(jìn)行設(shè)置和控制。即使是具有最先進(jìn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高性能轉(zhuǎn)換器，也還需要使用外部電阻、電容來(lái)確定諸如啟動(dòng)時(shí)間、輸出點(diǎn)值及開(kāi)關(guān)頻率等參數(shù)。這些電阻、電容的值都是設(shè)計(jì)調(diào)試時(shí)確定的，制造完成后不可輕易更改，因此自適應(yīng)的電源管理方案也就不可能實(shí)現(xiàn)。而且，為實(shí)現(xiàn)更多功能，就要設(shè)計(jì)更多的直接反饋電路，所以模擬控制環(huán)路會(huì)變得非常復(fù)雜。

傳統(tǒng)的模擬控制架構(gòu)已經(jīng)使用多年，但仍有不少缺陷。舉例來(lái)說(shuō)，模擬控制電路因?yàn)槭褂迷S多元器件而需要很大空間，這些元器件本身的值還會(huì)隨使用時(shí)間、溫度和其他環(huán)境條件的變化而變動(dòng)，從而對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負(fù)面影響。模擬控制的控制-響應(yīng)特性是由分立元器件的值決定的，它總是面向一個(gè)范圍狹窄的特定負(fù)載，因此無(wú)法為所有電壓值或負(fù)載點(diǎn)提供最優(yōu)化的控制響應(yīng)。換句話說(shuō)，如果你需要一個(gè)可以在很多產(chǎn)品中重復(fù)使用而不必更換部件的設(shè)計(jì)平臺(tái)，則模擬方案難以勝任。除此之外，模擬系統(tǒng)的測(cè)試和維修都非常困難。

2、數(shù)字電源的優(yōu)勢(shì)與不足

數(shù)字電源正是為了克服現(xiàn)代電源的復(fù)雜性而提出的，它實(shí)現(xiàn)了數(shù)字和模擬技術(shù)的融合，提供了很強(qiáng)的適應(yīng)性與靈活性，具備直接監(jiān)視、處理并適應(yīng)系統(tǒng)條件的能力，能夠滿足幾乎任何電源要求。數(shù)字電源還可通過(guò)遠(yuǎn)程診斷以確保持續(xù)的系統(tǒng)可靠性，實(shí)現(xiàn)故障管理、過(guò)電壓(流)保護(hù)、自動(dòng)冗余等功能。由于數(shù)字 電源的集成度很高，系統(tǒng)的復(fù)雜性并不隨功能的增加而增加過(guò)多，外圍器件很少(數(shù)字電源的快速響應(yīng)能力還可以降低對(duì)輸出濾波電容的要求)，減少了占板面積，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)制造流程。同時(shí)，數(shù)字電源的自動(dòng)診斷、調(diào)節(jié)的能力使調(diào)試和維護(hù)工作變得輕松。

數(shù)字電源管理芯片易于在多相以及同步信號(hào)下進(jìn)行多相式并聯(lián)應(yīng)用，可擴(kuò)展性與重復(fù)性優(yōu)秀，輕松實(shí)現(xiàn)負(fù)載均流，減少EMI，并簡(jiǎn)化濾波電路設(shè)計(jì)。數(shù)字控制的靈活性能把電源組合成串聯(lián)或并聯(lián)模型，形成虛擬電源。而且，數(shù)字電源的智能化可保證在各種輸入電壓和負(fù)載點(diǎn)上都具有最優(yōu)的功率轉(zhuǎn)換效率。

相對(duì)模擬控制技術(shù)，數(shù)字技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)還包括在線可編程能力、更先進(jìn)的控制算法、更好的效率優(yōu)化、更高的操作精確度和可靠性、優(yōu)秀的系統(tǒng)管理和互聯(lián)功能。數(shù)字電源不存在模擬電源中常見(jiàn)的誤差、老化(包括模擬器件的精度)、溫度影響、漂移、補(bǔ)償?shù)葐?wèn)題，無(wú)須調(diào)諧、可靠性好，可以獲得一致、穩(wěn)定的控制參數(shù)。數(shù)字電源的運(yùn)算特性使它更易于實(shí)現(xiàn)非線性控制(可改善電源的瞬態(tài)響應(yīng)能力)和多環(huán)路控制等高級(jí)控制算法；更新固件即可實(shí)現(xiàn)新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制算法，更改電源參數(shù)也無(wú)須變更板卡上的元器件。

數(shù)字控制還能讓硬件平臺(tái)重復(fù)使用，通過(guò)設(shè)計(jì)不同固件即可滿足各種最終系統(tǒng)的獨(dú)特要求，從而加快產(chǎn)品上市，減少開(kāi)發(fā)成本、元器件庫(kù)存與風(fēng)險(xiǎn)。

數(shù)字電源已經(jīng)表現(xiàn)出相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)，但仍有一些缺點(diǎn)需要克服。例如，模擬控制對(duì)信號(hào)狀態(tài)的反應(yīng)是瞬時(shí)的，而數(shù)字電源需要一個(gè)采樣、量化和處理的過(guò)程來(lái)對(duì)負(fù)載的變化做出反饋，因此它對(duì)負(fù)載變化的響應(yīng)速度目前還比不上模擬電源。數(shù)字電源的占板面積要大于模擬電源，精度和效率也比模擬電源稍差。雖然數(shù)字控制方法的優(yōu)點(diǎn)在負(fù)載點(diǎn)(POL)系統(tǒng)中非常明顯，但模擬電源在分辨率、帶寬、與功率元件的電壓兼容性、功耗、開(kāi)關(guān)頻率和成本(在簡(jiǎn)單應(yīng)用中)等方面仍然占有優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，如果考慮到數(shù)字電源解決方案具有的優(yōu)點(diǎn)，使用模擬電路搭建功能相似的電路，成本并不一定就比數(shù)字電源低。

數(shù)字電源中包含的技術(shù)無(wú)疑是復(fù)雜的，但它的使用并不一定就復(fù)雜。不過(guò)它要求設(shè)計(jì)人員具有一定的程序設(shè)計(jì)能力，而目前的電源設(shè)計(jì)人員普遍都是模擬設(shè)計(jì)為主，缺乏編程方面的訓(xùn)練。這對(duì)數(shù)字電源的推廣也造成了一定的障礙。

人們對(duì)數(shù)字電源還有一個(gè)擔(dān)心就是它還不像模擬電源那樣經(jīng)過(guò)多年應(yīng)用的考驗(yàn)，因而可靠性不高。但就像數(shù)字電路在概念上就優(yōu)于模擬電路一樣，可靠性是設(shè)計(jì)的問(wèn)題，而不是數(shù)字化的問(wèn)題。

不過(guò)，成本顯然是約束數(shù)字電源廣泛應(yīng)用的一個(gè)主要因素。由于數(shù)字實(shí)現(xiàn)方式的成本看似高于相似的模擬實(shí)現(xiàn)方式，而且人們對(duì)于數(shù)字電源產(chǎn)品的采用存在顧慮，所以，從用戶的角度來(lái)說(shuō)，也只有當(dāng)數(shù)字電源的成本等于或低于模擬電源(因?yàn)槌杀臼侵袊?guó)市場(chǎng)考慮的第一市場(chǎng)因素)，同時(shí)又能提供模擬電源做不到的許多先進(jìn)功能的時(shí)候，數(shù)字電源才會(huì)被考慮。

綜上所述，在簡(jiǎn)單易用、參數(shù)變更不多的應(yīng)用場(chǎng)合，模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠鋺?yīng)用的針對(duì)性可以通過(guò)硬件固化來(lái)實(shí)現(xiàn)。而在可控因素較多、需要更快實(shí)時(shí)反應(yīng)速度、需要管理多個(gè)電源、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)字電源則具有優(yōu)勢(shì)。

3、數(shù)字電源的實(shí)現(xiàn)與進(jìn)展

數(shù)字電源有幾種不同的含意，實(shí)現(xiàn)方式也各不相同。

最簡(jiǎn)單的是數(shù)字檢測(cè)，包括監(jiān)視開(kāi)關(guān)電源的狀態(tài)，如溫度、輸入/出電流、輸入/出電壓、開(kāi)關(guān)頻率(占空比)等，并根據(jù)需求向主機(jī)報(bào)告。故障狀態(tài)信息甚至?xí)r間標(biāo)記等信息可以存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，并在將來(lái)某個(gè)時(shí)間上報(bào)這些信息。

第二個(gè)定義是在“數(shù)字檢測(cè)”的基礎(chǔ)上通過(guò)數(shù)字接口控制開(kāi)關(guān)電源，一般是通過(guò)I2C或類似的數(shù)字總線控制輸出電壓、 開(kāi)關(guān)頻率、多通道電源的(上/下電)排序、上升斜率、跟蹤、(軟)啟動(dòng)、裕度控制、故障保護(hù)等等。實(shí)際上，目前市場(chǎng)上的很多電源管理集成電路都以這種方式工作。

第三個(gè)定義是用數(shù)字電路徹底取代開(kāi)關(guān)電源中的所有模擬電路，這是真正的原生數(shù)字電源。只須編寫(xiě)幾行簡(jiǎn)單的代碼，一個(gè)核心數(shù)字電源集成電路就可以配置成升壓穩(wěn)壓器、降壓穩(wěn)壓器、負(fù)輸出、SEPIC、反激式或正激式轉(zhuǎn)換器，這樣將使開(kāi)關(guān)電源更容易設(shè)計(jì)、配置而且更穩(wěn)定。但要實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)從目前看來(lái)是相當(dāng)困難的，因?yàn)閺奈锢矶缮蟻?lái)說(shuō)，電流是模擬信號(hào)，即使用ADC和DSP取代誤差放大器和脈沖寬度調(diào)制器的數(shù)字開(kāi)關(guān)電源也仍然需要電壓基準(zhǔn)、電流檢測(cè)電路和FET驅(qū)動(dòng)器，這些組件目前只有模擬形式的產(chǎn)品。此外，電感器、變壓器以及電容器等模擬元器件在實(shí)現(xiàn)數(shù)字電源時(shí)也是不能沒(méi)有的。

傳統(tǒng)的模擬電源是以模擬控制環(huán)路為基礎(chǔ)的，如果在模擬控制環(huán)路外添加模擬量采樣、量化電路，并輔以通信電路，即可構(gòu)成上面第一個(gè)定義中所指的帶數(shù)字檢測(cè)的比較初級(jí)的數(shù)字電源。

目前的數(shù)字電源大都是按照上面第二個(gè)定義(即數(shù)字控制+數(shù)字監(jiān)視)實(shí)現(xiàn)的，電源內(nèi)部的模擬控制環(huán)路由數(shù)字控制環(huán)路替代。未來(lái)是屬于數(shù)字電源的，但數(shù)字化是個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，其發(fā)展很可能由同時(shí)使用模擬和數(shù)字技術(shù)的混合系統(tǒng)開(kāi)始，進(jìn)而演進(jìn)到全數(shù)字實(shí)現(xiàn)。以前，數(shù)字化是以采用高成本的復(fù)雜多芯片電路方案為代價(jià)的。例如，一個(gè)具有電壓、電流監(jiān)視及控制能力的應(yīng)用可能需要很多集成電路，如高穩(wěn)定度基準(zhǔn)源、高精度多通道ADC、DAC和專用微控制器，此外還需要不小的軟件開(kāi)發(fā)工作量。如果再考慮成本、復(fù)雜性、線路板空間限制和嚴(yán)苛的產(chǎn)品上市時(shí)間要求，以數(shù)字方式管理電源的確需要人們付出不菲的代價(jià)。

最近出現(xiàn)的數(shù)字電源產(chǎn)品的集成度和易用性已經(jīng)達(dá)到一個(gè)更高的高度。包括傳統(tǒng)的模擬電源廠商和新興的數(shù)字電源芯片設(shè)計(jì)廠商在內(nèi)的大部分廠商都在著手解決純粹的電源轉(zhuǎn)換以外的問(wèn)題，包括添加監(jiān)測(cè)功能，提供可與系統(tǒng)通信的數(shù)字接口，以及建立數(shù)字控制反饋環(huán)路，即在模擬變換器外面使用“數(shù)字外殼”。

常見(jiàn)的方案有兩種：

(1)單芯片控制器方案。通過(guò)外接A/D轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行取樣，取樣后對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，再把結(jié)果通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換后傳送到PWM芯片，從而實(shí)現(xiàn)單芯片控制器對(duì)開(kāi)關(guān)電源的控制。這種方案的技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，設(shè)計(jì)方法容易掌握，而且對(duì)單芯片控制器的要求不高，成本比較低。但是整套電路用到多個(gè)芯片，電路比較復(fù)雜；且經(jīng)過(guò)A/D和D/A轉(zhuǎn)換等步驟，會(huì)造成比較大的信號(hào)延遲，進(jìn)而影響電源的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)壓精度。有些單芯片控制器整合了PWM輸出，但一般單芯片控制器的運(yùn)行頻率有限，無(wú)法產(chǎn)生足夠高的頻率和精度的PWM輸出信號(hào)。

(2)通過(guò)高性能數(shù)字芯片(如 DSP或MCU)對(duì)電源實(shí)現(xiàn)直接控制的方案。數(shù)字芯片完成信號(hào)采樣、處理和PWM輸出等工作。由于數(shù)字PWM輸出的信號(hào)功率不足以驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管，一般還需通過(guò)一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管，即數(shù)字控制器與功率級(jí)之間的接口由MOSFET驅(qū)動(dòng)器提供。由于這些數(shù)字芯片有較高的取樣速度(DSP片內(nèi)的AD轉(zhuǎn)換器完成一 次A/D轉(zhuǎn)換只需數(shù)百納秒，相較之下，一般8位MCU控制器要數(shù)微秒之久)和指令周期，輸出的PWM信號(hào)的分辨率僅數(shù)百皮秒，過(guò)流檢測(cè)和關(guān)閉電源僅須數(shù)十納秒，可以快速有效的實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制算法，使設(shè)計(jì)具備較高的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)壓精度。此外，在微處理器的支持下添加RS232/485、USB、以太網(wǎng)等擴(kuò)展通信手段也非常方便。數(shù)字控制的電源產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)大部分?jǐn)?shù)字電源的功能需求，但如果不添加一些額外部件，還實(shí)現(xiàn)不了全部功能需求。

這種“數(shù)字外殼”的架構(gòu)存在以下問(wèn)題：為了保證電源有較高的穩(wěn)壓精度，A/D轉(zhuǎn)換器必需要有較高精度的取樣，但高 精度的取樣頻率需要更長(zhǎng)的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間，造成回路的實(shí)時(shí)反應(yīng)能力變差。而且，高速的采樣和運(yùn)算將產(chǎn)生巨大的運(yùn)算量，能達(dá)到實(shí)時(shí)要求的核心處理器還是很少的。雖然在要求比較高的場(chǎng)合一般都會(huì)用DSP芯片，其運(yùn)算和取樣速度快，功能強(qiáng)大，但DSP芯片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本比較高；而且DSP控制技術(shù)較難掌握，對(duì)設(shè)計(jì)者要求比較高。通用DSP芯片不是專門(mén)作為電源控制芯片使用的，一般的電源應(yīng)用對(duì)通用DSP芯片資源的利用率不高。不過(guò)目前以DSP為主要處理單元的數(shù)字電源芯片廠商，如TI、Freescale等公司都在優(yōu)化其作為數(shù)字電源核心的DSP的結(jié)構(gòu)，同時(shí)努力降低成本，并改善開(kāi)發(fā)手段(提供評(píng)估板、IP模塊 等)，以幫助開(kāi)發(fā)人員輕松地如期完成開(kāi)發(fā)。除了DSP的方案，有的廠商提供基于MCU(如SiliconLabs公司)或狀態(tài)機(jī)(如Zilker公司)的方案。MCU長(zhǎng)于控制，而狀態(tài)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是低功耗。鑒于DSP和MCU兩種方案各有長(zhǎng)處，現(xiàn)在有的廠商(如 SiliconLabs公司、Microchip公司)開(kāi)始將硬件DSP和輔助MCU同時(shí)集成入芯片中，使系統(tǒng)性能最優(yōu)，效率已經(jīng)可以與模擬電源相媲美。

軟件設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)字電源設(shè)計(jì)人員而言是另一個(gè)挑戰(zhàn)。為降低數(shù)字電源的設(shè)計(jì)門(mén)檻，很多半導(dǎo)體廠商推出了不需要軟件編程或者支持圖形用戶接口(GUI)的數(shù)字電源解決方案，設(shè)計(jì)人員通過(guò)GUI界面就能設(shè)定電源特性參數(shù)，而不需要任何編程技能。此外，還可根據(jù)具體系統(tǒng)的情況，設(shè)定每個(gè)輸出電壓的跟蹤、升壓時(shí)間和延時(shí)等。有的數(shù)字電源管理芯片允許設(shè)計(jì)人員通過(guò)芯片管腳配置電源特性參數(shù)。許多數(shù)字電源芯片允許在系統(tǒng)運(yùn)行中通過(guò)電源管理總線(PMBus)來(lái)實(shí)時(shí)更改電源輸出特性。系統(tǒng)控制算法的設(shè)計(jì)通常是在專用的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境IDE中進(jìn)行，例如TI的面向DSP的CCS、Silicon Labs的基于MCS51的IDE等。

目前，數(shù)字電源芯片的集成度已經(jīng)達(dá)到較高的水平，適合復(fù)雜系統(tǒng)如服務(wù)器、通信設(shè)備等使用。芯片中集成數(shù)個(gè)同步控制器和自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)器，有的集成了MOSFET或功率驅(qū)動(dòng)模塊、LDO、電荷泵及電源管理(包括熱管理)功能。其他有特色的特性還包括可編程中斷輸出、看門(mén)狗等。

先進(jìn)的半導(dǎo)體制造工藝在數(shù)字電源芯片上也得以利用，其中數(shù)字電路應(yīng)用0.18～0.25μm VLSI工藝；模數(shù)混合電路應(yīng)用高壓BiCMOS工藝還比較常見(jiàn)。有的廠商借鑒大功率芯片的成功設(shè)計(jì)，在數(shù)字電源芯片上采用先進(jìn)的封裝技術(shù)，使芯片可在工 業(yè)級(jí)的溫度范圍內(nèi)可靠工作。

4、數(shù)字電源取代模擬電源的決定因素

目前在整個(gè)市場(chǎng)中數(shù)字電源技術(shù)所占的比例正在逐步增長(zhǎng)，不過(guò)，隨著越來(lái)越多的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商采用這種技術(shù)，數(shù)字技術(shù)似乎正在成為電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)。

模擬開(kāi)關(guān)式電源已經(jīng)使用了幾十年。其設(shè)計(jì)為人們所熟知，而且有許多優(yōu)秀的教科書(shū)、仿真工具包、應(yīng)用手冊(cè)和研討會(huì)。還有眾多廠商提供的大量低成本集成電路，其封裝了許多功能，從集成柵極驅(qū)動(dòng)器及開(kāi)關(guān)到電流感應(yīng)和保護(hù)。

數(shù)字控制擁有一些模擬世界不具有的特性，其使開(kāi)關(guān)式電源設(shè)計(jì)擁有迄今還不可能實(shí)現(xiàn)的功能。想想一家電源廠商有許多不同功率級(jí)的情況吧。采用數(shù)字控制解決方案，可讓一個(gè)單處理器與單獨(dú)自定義軟件一起工作以滿足每個(gè)功率級(jí)的需求。大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)規(guī)模會(huì)十分巨大。

模擬技術(shù)+DSP/MCU成為主要趨勢(shì)，應(yīng)用方案向消費(fèi)領(lǐng)域滲透更高集成度、更快瞬時(shí)響應(yīng)以及更大靈活性是數(shù)字電源的主要優(yōu)勢(shì)。通常情況下，模擬PWM架構(gòu)能夠提供較高分辨率，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制架構(gòu)所具備的輸出電壓監(jiān)視、通信及其它復(fù)雜控制功能;而對(duì)于數(shù)字PWM，為了達(dá)到與模擬控制架構(gòu)同等的性能指標(biāo)必須具備高分辨率、高速和線性ADC，以及高分辨率、高速PWM電路，因而與模擬控制架構(gòu)相比，數(shù)字控制架構(gòu)的成本將大幅增加。綜合考慮兩者優(yōu)勢(shì)，Maxim公司的Ashrafzadeh 認(rèn)為，最佳方案是將模擬PWM與數(shù)字電路相結(jié)合，在不犧牲模擬控制所具備的精度和無(wú)限分辨率的情況下，提供數(shù)字控制所具有的全部性能。

數(shù)字電源取代模擬電源的決定因素。數(shù)字控制能解決問(wèn)題，是因?yàn)樗哂斜饶M控制更好的性能、更靈活且在復(fù)雜的設(shè)計(jì)中更易用。然而下面總結(jié)的六個(gè)方面是決定了模擬電源被數(shù)字電源取代的主要因素。

(1)瞬態(tài)響應(yīng)：控制機(jī)制極大影響了系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)。例如，與電流模式相比，磁滯控制器的瞬態(tài)響應(yīng)會(huì)有很大不同。每種控制模式都既有優(yōu)點(diǎn)，也有缺點(diǎn)。數(shù)字解決方案讓你能無(wú)縫地從一種模式轉(zhuǎn)換到另一種模式，以提供最優(yōu)的瞬態(tài)響應(yīng)。雖然模擬解決方案可以提供很好的點(diǎn)方案，但極少出現(xiàn)足夠靜態(tài)的工作狀況，讓你能實(shí)現(xiàn)所設(shè)想的點(diǎn)方案。

(2)調(diào)節(jié)精度：一般來(lái)說(shuō)，調(diào)節(jié)精度是根據(jù)線電壓、負(fù)載和溫度來(lái)定義的，因?yàn)檫@些條件中的每一個(gè)都會(huì)影響調(diào)節(jié)精度。數(shù)字控制器可以監(jiān)視這些條件，并采取控制措施，在整個(gè)工作條件范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化。

(3)穩(wěn)定性：數(shù)字控制能夠提供比模擬方案更好的補(bǔ)償(更好地調(diào)用極點(diǎn)和零點(diǎn))，因此在穩(wěn)定性上的控制要好很多。另外，補(bǔ)償能夠隨著條件的變化而變化，使系統(tǒng)能在很寬范圍的條件下實(shí)現(xiàn)最佳的穩(wěn)定性。模擬控制器的補(bǔ)償是固定的，而數(shù)字控制可提供可調(diào)的甚至是自適應(yīng)的補(bǔ)償。

(4)故障響應(yīng)：數(shù)字電源控制器提供了大量故障響應(yīng)的選項(xiàng)。每種故障都有唯一的響應(yīng)特性，可根據(jù)用戶的需求進(jìn)行調(diào)整。模擬控制器一般只有一個(gè)固定的故障響應(yīng)(如斷電/斷續(xù)/過(guò)載)，用戶也只能選擇用或者不用。數(shù)字控制還能提供濾波器功能，降低虛假故障的可能。

(5)效率：許多控制結(jié)果都會(huì)影響到效率，包括死區(qū)時(shí)間、開(kāi)關(guān)頻率、柵極驅(qū)動(dòng)等級(jí)、二極管仿真、加相和缺相等。針對(duì)這些因素，當(dāng)前數(shù)字控制所提供的數(shù)字控制算法在整個(gè)工作條件范圍內(nèi)進(jìn)行了優(yōu)化。因此，在某個(gè)工作點(diǎn)下，你也許能將模擬控制器調(diào)整到很高的效率，但數(shù)字控制器卻可對(duì)所有的工作點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。

(6)可靠性：減少元件數(shù)量、降低工作溫度(通過(guò)效率優(yōu)化)是數(shù)字電源提高系統(tǒng)可靠性的兩個(gè)途徑。此外，靈活的故障響應(yīng)和探測(cè)元器件參數(shù)微小變化的能力，可以大幅減少停機(jī)時(shí)間。

一般情況下，對(duì)大多數(shù)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和基本要求來(lái)說(shuō)，數(shù)字控制可能有點(diǎn)大材小用。當(dāng)然，數(shù)字電源控制的靈活程度足以應(yīng)付這些簡(jiǎn)單的應(yīng)用，其功能可能超出實(shí)際所需。因此，數(shù)字控制器顯然是備受歡迎的解決辦法。

另外，數(shù)字電源控制一般比模擬控制器具有更高的集成度。然而，集成度還不足以滿足設(shè)計(jì)重用和靈活性的要求;但是，數(shù)字電源控制器適用于各種各樣的應(yīng)用，無(wú)需借助附加電路。從這個(gè)意義上說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)的靈活性要遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的模擬技術(shù)。

5、結(jié)語(yǔ)

毫無(wú)疑問(wèn)，隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)，電源領(lǐng)域里數(shù)字電源的優(yōu)勢(shì)將會(huì)越來(lái)越明顯，但從模擬電源到數(shù)字電源的完全轉(zhuǎn)換還需要很長(zhǎng)時(shí)間，因此模擬和數(shù)字控制技術(shù)將在未來(lái)數(shù)年內(nèi)共存。數(shù)字電源技術(shù)為電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域注入了新的活力，同時(shí)也對(duì)電源設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。如何在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，進(jìn)而設(shè)計(jì)出滿足未來(lái)市場(chǎng)需求的電源系統(tǒng)將成為電源設(shè)計(jì)人員必須面對(duì)的新課題。