数字电源设计与实现问题解析

　　一、什么是数字电源，跟模拟电源最本质的区别？

　　所谓数字化电源的本质在于电源对输出电流/电压的PWM调节是由数字芯片按照一定的数字控制方式和算法产生，这是数字电源的最本质特征。那些扩充了 8位、16位单片机来提供数字输入输出操作界面、远程通讯接口但是电源的PWM调节还是依赖模拟电源调制芯片的电源，只能说它们长了个数字电源的脸，但是没有数字电源的“芯”。

　　二、数字电源实现的技术瓶颈问题有哪些？

　　目前数字电源依然存在高速/高精度的ADC技术问题（数字电源反馈输入）;高速/高精度的电源PID调节或者其他算法的PWM调节;高速/高精度的PWM输出问题（数字电源DAC输出）。

　　很多的32位DSP/ARM片内的高速10位、12位ADC，作为高速ADC采集可用于高频开关电源，但是其信号输入范围一般是0~3.0 /3.3V，工业现场通常的模拟输入范围正负10V却没有任何一款DSP或者ARM片内ADC能解决，只能在外端加入信号调理电路.ADI等少数几家著名的模拟器件厂商的产品目录中虽然有完全符合高速、高精度（16bit~18bit）、输入信号范围正负5V到正负10V的ADC产品，但是在中国大陆却极少见到成功的产品应用纪录，这其中的问题恐怕只有正在调试这些器件的工程师们心里面清楚。

　　高精度的电源PID调节或者其他算法的PWM调节在目前流行的32位DSP或者ARM处理器看来并不是个问题，但是如果要加上高速两个字，很多软件工程师恐怕就要皱眉头了。以TI运动控制领域的当家花旦TMS320F2812(＄16.0312)为例，如果电源设备的开关频率达到300KHz，在150MHz的系统频率下，留给软件工程师的任务是在500个DSP指令周期内完成ADC输入数据处理、电源PID函数调节等实时性要求最为苛刻的任务。如果要想避开电力电子器件在周期开通/关断时造成的谐波，ADC在器件开通的中间时刻采样，那么计数器采用UP-DOWN方式计数在计数周期值处同步触发ADC采样，这个时候软件工程师的可利用DSP指令周期就只剩下可怜的250个了，电源PWM调节任务相当艰巨！

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