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套用一句話開場:數(shù)字化電源的浪潮已在眼前!但是關(guān)于數(shù)字電源設(shè)計與實現(xiàn)的若干技術(shù)問題并不只是所謂高端人士和專家們討論的議題.我們普通的工程技術(shù)人員也在這探討一下:
如果說ADC問題可以外擴(kuò)高速、高精度器件解決,電源PWM調(diào)節(jié)可以選用更高速度的DSP/ARM/FPGA來完成,那么最后一個高速/高精度的PWM輸出問題,也就是高速數(shù)字PWM的分辨率問題,就只能靠提供DSP/ARM/FPGA的國際大廠商解決了。其實數(shù)字PWM的分辨率在開關(guān)電源的中低頻范圍內(nèi)不成問題(這也是TI的C28X DSP能在電機(jī)驅(qū)動、變頻器等領(lǐng)域大行其道的一個重要原因);但是到了高頻開關(guān)電源,或者高精度電源領(lǐng)域,這個問題馬上就變得很突出了。為什么高頻、高精度數(shù)字開關(guān)電源國內(nèi)依然是一片空白,大家用數(shù)字PWM分辨率的計算公式算一算會很清楚。
三、數(shù)字化到底有什么好處?為什么要搞數(shù)字化?有什么地方是模擬方法做不到的嗎?
那么數(shù)字電源總不能為數(shù)字化而數(shù)字化,它存在的需求市場就是模擬電源難以實現(xiàn)的一些區(qū)域,比方說采用SVPWM算法的大功率高壓變頻器�？臻g矢量算法自從提出到現(xiàn)在已經(jīng)有十幾年了,它相對于SPWM算法(可以用模擬方案實現(xiàn),國內(nèi)很多公司也有用DSP實現(xiàn))的優(yōu)勢國內(nèi)的文獻(xiàn)和技術(shù)報告也很多,這就是數(shù)字技術(shù)存在的地方。而國內(nèi)在這方面成熟的產(chǎn)品基本沒有,市場一直被西門子、ABB這樣的國外大公司壟斷著。
要說到數(shù)字電源相對模擬電源的優(yōu)勢在哪?我覺得在于數(shù)字器件本身的靈活性。數(shù)字器件控制的電源內(nèi)部參數(shù)可以在線調(diào)整,這就意味著電源的動態(tài)特性是可變的,能順應(yīng)負(fù)載在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化同時還能保證一定的性能。數(shù)字電源的通訊優(yōu)勢使電源設(shè)備具有多樣化的遠(yuǎn)程控制方式,這會給設(shè)備的運(yùn)行、監(jiān)察帶來很多好處。
還有一點(diǎn)說起來好像挺遠(yuǎn),但我認(rèn)為應(yīng)該是數(shù)字電源對模擬電源最致命的威脅:數(shù)字技術(shù)的發(fā)展太快,快的有點(diǎn)讓人喘不過氣。幾年前單片機(jī)是單片機(jī),DSP是DSP,界線好像挺清楚,現(xiàn)在32位的ARM也好,DSP也好,都是改進(jìn)型的哈佛結(jié)構(gòu),構(gòu)架的差別越來越模糊,性能越來越強(qiáng),價格卻越來越低。幾年后,當(dāng)?shù)陀?$卻集成了高速、高精度ADC、DAC、PWM輸出的高性能數(shù)字器件放在你面前,你還會守在模擬方案里么?
四、價格問題!
成本控制,電源設(shè)備的性價比永遠(yuǎn)是設(shè)計者必須遵守的原則。數(shù)字電源現(xiàn)早在十幾年前就出現(xiàn)了,只是因為高高在上的價格讓它一直局限在一些特殊的高端應(yīng)用里。感謝這些年來電子技術(shù)的快速進(jìn)步,讓數(shù)字控制芯片性能不斷飛躍,但價格不停的下跌,數(shù)字電源開始慢慢滲透占領(lǐng)傳統(tǒng)模擬電源的應(yīng)用領(lǐng)域,而且發(fā)展越來越快。有朋友說,數(shù)字芯片的價格超過40我不會考慮,還有的朋友價格閾值要求更高,超過20都不考慮。但是提醒一下數(shù)字器件的降價方式算是有兩種,一種是傳統(tǒng)的方式,就是一個型號的器件價格慢慢下降,另一個是生產(chǎn)公司推出新型廉價的替代產(chǎn)品。這第二種變相降價方式我認(rèn)為是數(shù)字器件特有,動作特別大,新產(chǎn)品價格出來跟同一內(nèi)核的老產(chǎn)品價格比起來甚至能縮水到幾分之一。建議作為一個設(shè)計者,對數(shù)字器件要保持相當(dāng)程度的技術(shù)關(guān)注。什么時候開始評估一個器件的性能,什么時候考慮把某個方案作為技術(shù)儲備,什么時候把方案作為正式的產(chǎn)品生產(chǎn)方案都要考慮到......依賴于高技術(shù)產(chǎn)品公司的研發(fā)部門負(fù)責(zé)人,是必須要有這樣的技術(shù)眼光的。
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