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知识普及:有哪些缺陷会阻碍数字电源技术发展

发布时间:2015-12-04 责任编辑:sherry

【导读】就目前电源技术的发展情况而言,数字电源技术的新技术研发速度是非常快的,而数字电源也是目前应用范围比较广泛的电源产品类型之一。那么,在这一新型电源技术的发展过程中,哪些问题是经常遇到的?又应该如何克服这些问题呢?在今天的文章中,我们将会就数字电源技术发展过程中常遇到的问题以及其本身的缺陷展开简要分析。
 
在目前的应用过程中,数字电源技术已经通过其广泛的应用范围、良好的适应性以及自身优异的可靠性,表现出了众多的优点,但仍有一些缺点是需要特别注意的。就目前数字电源技术最大的缺陷而言,就是对信号状态的处理上,数字电源需要一个完整的采样、量化和处理的过程来对负载的变化做出反馈,因此它对负载变化的响应速度就目前而言,还比不上模拟电源。除此之外,数字电源技术在应用时还有一个致命缺陷,那就是应用了该技术的电源产品的占板面积要大于模拟电源,精度和效率也比模拟电源稍差。虽然数字控制方法的优点在负载点系统中非常明显,但模拟电源在分辨率、带宽、与功率组件的电压兼容性、功耗、开关频率和成本等方面仍然占有优势。不过,如果考虑到数字电源解决方案具有的优点,使用模拟电路搭建功能相似的电路,成本并不一定就比数字电源低。
 
就目前国内的电源技术发展情况而言,数字电源技术在实际应用中还常常会面临成本高而对芯片的利用率不高的情况。在应用了数字电源技术的电源产品中,A/D转换器的速度和精度成反比。为了保证交换式电源有较高的稳压精度,A/D转换器必需要有比较高精度的取样,但高精度的取样频率需要更长的A/D转换时间,作为反馈回路的一部分,A/D转换时间过长必然造成额外的相位延迟时间。除了和模拟控制存在的相位延迟,转换过程的延迟时间必然也会造成额外的等待循环,造成回路的实时反应能力变差。和模拟芯片用RC补偿进行PI调节的方法一样,在控制回路中用引入PI调节的方法以提高控制回路的实时反应能力,这种做法需要占用数字芯片较大的系统资源。作为数字芯片,每次AD转换结束后,得到的结果都会被送到系统的中央处理器,然后由处理器对取样的值进行运算和PI调节。在取样频率比较高的时候,这种做法是非常耗费系统运算资源的,因此对数字芯片的效能要求也比较高。而目前市面上通用DSP芯片不是专门的做为电源控制芯片使用,一般的电源应用对其芯片资源的利用率不高,在某些状况之下,采用DSP芯片做为电源数字控制的核心是一种浪费。
 
通过对上文的分析,我们可以看出,作为一种新型的电源技术,数字电源技术在实际的应用过程中仍然需要克服成本昂贵、芯片利用率低以及对信号处理速度慢等缺陷,这也是目前国内外数字电源产品在产品研发时所需要重点关注的三个方面。
 
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