模擬電源VS.數(shù)字電源——唇齒相依還是水火不容?
數(shù)字電源處理負載與效率時更有優(yōu)勢?
對于數(shù)字電源,用戶有哪些期待?隨著產品的性能不斷提升,數(shù)字電源首先需要能夠實現(xiàn)更復雜、更先進的算法;其次,隨著電子設備內的晶體管技術越來越先進,用戶對于開關頻率的要求也更高;此外,用戶還希望能有更多的性能提升空間,需要更多的獨立控制環(huán)或更多輸出,以及更多的差異化功能。
Microchip 16位單片機部門產品營銷經理Tom Spohrer表示,在應對負載與效率的關系時,數(shù)字電源技術更勝一籌。他通過CSCI效率要求(下圖)比較了兩者的差距。圖中縱軸代表效率,橫軸代表負載,三條曲線分別代表鈦金標準、鉑金標準和黃金標準。如果想達到最高等級的鈦金標準的話,就必須要在負載達到50%的時候,效率達到96%。當然更為困難的是,在10%的時候,效率達到90%。要想實現(xiàn)第二個目標,模擬技術幾乎很難,所以很多客戶轉用數(shù)字技術,能夠實現(xiàn)負載10%的時候效率達到90%。
為了在不同的負載條件下提升效率,一種方式是通過自適應算法,包括切相、死區(qū)調節(jié)、可變開關頻率、可變高電壓來實現(xiàn),但是這樣對計算資源的要求會更高。當處理瞬態(tài)響應時,模擬電源更快,但有時效率不夠高,而數(shù)字電源的優(yōu)勢在于當負載發(fā)生巨大變化,沒有達到預計輸出功率時,可以進行實時系數(shù)調整,以適應全新的負載的情況。此外,如果使用預測算法的話,數(shù)字電源無需采用控制環(huán)阻尼控制來進行脈寬調制,可以在最大值和最小值之間找到一個合理值,從而使得功率輸出達到一定的目標。