数字电源集成电路如何合适的选择?

随着工程师们对数字电源这项技术及其优势的熟知,各式各样的数字电源的发展势头日益强劲。电源系统和电源设计人员已经意识到,部署数字电源并不是对现有技术进行革命性转变的全新设计。由于目前市场上数字电源器件种类繁多,设计人员可以立即利用其巨大优势,应用到任一设计项目。

数字电源控制器调节不同类型电源的输出,从AC/DC到DC/AC电源、隔离式DC/DC、负载点 稳压器、功率调节器和滤波器,以及其它器件。由于它们所具有的集成MCU和电源外设,数字电源控制器具有同时执行环路补偿和管理反馈环路所需的计算能力,以保持正确的输出稳压或调节,以及执行其它系统级监视和稳压任务的能力。这些器件配备有针对电源管理应用进行优化的外设。

TI的数字电源控制器有一些行业内的功能。例如,它们的高频和高分辨率运行使得它们与GaN技术兼容,从而提供高开关速度和低功率损耗。此外,TI的数字电源控制器特有出色的瞬态响应和动态性能。这些功能由不同的技术实现。在某些情况下,数字电源控制器针对极快速中断而设计,这就减少了控制环路采样与响应计算之间的延迟。在其它情况下,使用集成有ADC和计算引擎的外设来提供针对控制环路的快速响应。通常情况下,这些快速响应能力使得控制器能够减少功率级组件间的差异所带来的影响。

电源拓扑灵活性

数字技术所固有的灵活性,使得特有集成数字MCU或可配置状态机的数字电源器件可成为一个支持所有主要传统电源拓扑的平台,这个平台也支持任何有可能出现的全新且更加精密的拓扑。所支持拓扑将包括相移全桥、多相交错PFC、无桥PFC、共振LLC、双向DC/DC、双向DC/AC和PFC、三相逆变器、最大功率点跟踪 (MPPT) DC/DC和其它拓扑。由于这一灵活性和集成外设,通过使用高分辨率相位、频率和占空比控制算法,数字电源器件能够提供精确波形控制。

效率

高级控制算法使得数字电源器件能够提高电源和系统的功效,从而减少了电源和主机系统的能耗。这对数据中心、海量存储系统等很多应用的运行成本都有显著的影响。自适应数字控制能够实现快速调节,以改变线路和负载情况,从而优化电源和系统效率。例如,对于更高效的电力传输,可以实时改变功率级的控制方法,或者对电源转换进行调节,以减少其在轻负载或无负载条件下的功耗。

可靠性和安全性

数字电源器件能够轻松实现与系统中其它数字和模拟组件的交互,这意味它们能够通过执行系统级监视和故障响应来有效地提高主机系统的可靠性和安全性。实际上,数字控制器的可编程属性使得它们能够支持多种总线(诸如PMBus、I2C、SCI、SPI、CAN和其它类型的总线)上的多协议通信,这样的话,系统能够轻松地与电源子系统通信。通过监视和记录整个系统中的数据,数字电源技术有助于系统诊断,提供早期故障和错误报警,系统也就能够采取适当的应对操作。

宽带隙 (WBG) 兼容性

与其等到那些能够满足WBG器件新功能的全新模拟控制器被开发出来,还不如现在就使用某些数字电源解决方案。在提供极高分辨率定时控制的同时,兼有数字电源对所有电源拓扑的支持能力,诸如氮化镓 (GaN) 的全新器件可被用于具有较高开关频率、较低开关损耗、更大功率密度和零反向恢复的高级拓扑中。

数字电源运用混合信号处理开发的开展演进。混合信号处理一起满足了数字电路与模仿电路的需求。数字电路的规模很广,其间包含微处理器、状况机以及通讯外设和简略逻辑电路。存储器也包含在这个部分中。模仿电路可以包含运算放大器和比较器、模数转化器 (ADC)、数模转化器 (DAC) 脉宽调制器 (PWM) 发生器和基准,以及更多其它器材。对这一处理技能的充分运用能让这些器材优化模仿与数字电路的分配,一起又将这些器材集成在一个芯片上。经过削减物料清单 (BOM) 本钱和器材数量可以下降体系本钱,而且因为体系中所包含的互连组件削减,体系会愈加牢靠。因为一个操控器有或许服务于许多解决方案,制造商需求盯梢和储藏的最小库存单位 (SKU) 更少。

版权声明:aysz01 发表于 2023-08-26 7:08:26。
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