电源">数字电源是一个新兴的产品领域,对于电源">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,它支持的电源">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电源">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电源">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,电源">数字电源的优势已经得众多厂商和用户的认可,这也使近年来电源">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。我们目前看到的电源">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,电源">数字电源同样有应用潜力,比如对于大屏幕电视,电源">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。电源">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,电源">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电源">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。
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