1、數(shù)字電源基本特征

　　數(shù)字電源一直是系統(tǒng)架構師與電源設計者的熱門話題。由于電源管理業(yè)在不斷發(fā)展，而數(shù)字電源正是發(fā)展的重要一環(huán)。那么，什么是真正的數(shù)字電源，它又能帶來什么直接的好處呢?目前公認的數(shù)字電源定義是：提供監(jiān)控與配置功能，使用數(shù)字算法擴展至全環(huán)路控制的數(shù)字控制電源產(chǎn)品。因此，數(shù)字電源必須執(zhí)行的電源管理功能可以保留在模擬區(qū)域，也可以轉移至數(shù)字區(qū)域。數(shù)字電源可以完成對PWM控制環(huán)路的數(shù)字控制和數(shù)字電源管理與通信任務。系統(tǒng)可以使用一種或兩種形式的數(shù)字電源。數(shù)字電源組成包括好幾個部分，典型的產(chǎn)品由數(shù)字電源驅動器，數(shù)字電源PWM控制器和高分辨率數(shù)字控制器三部分組成．該電源管理產(chǎn)品專門支持從AC線到負載點，包括不間斷電源（UPS）、服務器、電信、數(shù)據(jù)中心及VRM應用的隔離與非隔離式解決方案。圖1所示為數(shù)字電源是由基本模塊構成的。 

　　 圖1中某些模塊執(zhí)行模擬功能，如驅動器模塊，而另一些模塊如DSP等則執(zhí)行數(shù)字功能。數(shù)字電源可以完成對PWM控制環(huán)路的數(shù)字控制和數(shù)字電源管理與通信任務。系統(tǒng)可以使用一種或兩種形式的數(shù)字電源。那么，數(shù)字電源它又能帶來什么直接的好處呢?

　　 1.1、數(shù)字電源組成主要優(yōu)點。

　　 數(shù)字化閉環(huán)是數(shù)字電源迄今最復雜的部分。腦中躍出的第一個問題是：為什么要用數(shù)字控制，使用模擬控制環(huán)路的SMPS（開關模式電源系統(tǒng)）不是挺好嗎?模擬控制環(huán)路的優(yōu)點是準確、工程師對自己設計的理解，以及有極多模擬控制IC的支持。然而，模擬控制環(huán)路是面向一個定義范圍狹窄的特定負載。如果負載變化范圍寬，則很難在負載的整個變化范圍內調整模擬環(huán)路。

　　 如果使用一個真正的數(shù)字控制器，則設計者可以將數(shù)值放在寄存器內，對控制器的各個方面作配置，而無需改變外部的硬件。設計者只需要工作在PC的GUI（圖形用戶界面-從圖2（b）所示可見）上，就可以更快地優(yōu)化和調試系統(tǒng)，而不必將各種電阻電容在板上焊上焊下。可以去掉某些元件，或使用較廉價的無源元件，從而補償處理器的成本．產(chǎn)生電源精度的本身是模擬功能。然而，當你擁有了這種數(shù)字能力時，就不用制造有絕對精度的部件，而可以制造精度較差的部件，然后用數(shù)字控制來校準這些誤差。這與信號調節(jié)發(fā)生的情況類似。但數(shù)字控制環(huán)路需要一個速度相對較快而功能強大的處理器，這在錙銹必較的電源子系統(tǒng)中是一個缺陷。

　　然而數(shù)字電源的作用并不只是數(shù)字式地閉鎖控制環(huán)路。它還包括管理與通信功能，這在數(shù)據(jù)通信和電信系統(tǒng)中正變得日益重要。這些系統(tǒng)依賴于能應付多種電壓線路的電源處理器，這些電壓線路必須以設定的順序完成上電和斷電。

　　 概括數(shù)字電源的主要優(yōu)點：更大的靈活性，能加快設計產(chǎn)品的上市進程；提高供電性能；使系統(tǒng)溝通成為可能，如遠程偵測等；器件數(shù)量減少，因而系統(tǒng)成本低廉。之所以采用而數(shù)字電源解決方案，是因該解決方案具有如下優(yōu)點，即可編程序，使用簡便，精確度高，集成化強，通用開發(fā)平臺及支持電流及未來的拓撲結構。

　　 1.2、關于數(shù)字電源的軟件支持

　　 數(shù)字電源控制需要軟件支持，如UCD95K和UCD91K的數(shù)字電源控制器由CodeComposeStudio公司的IDE軟件支持，它是一個集成開發(fā)環(huán)境，可提供主要的開發(fā)工具以減少開發(fā)時間和工作量。其PMBus（電源管理總線）工具也成為數(shù)字電源客戶支持的一部分。因為新的PMBus通信執(zhí)協(xié)議已經(jīng)開發(fā)成功用于系統(tǒng)與電源子系統(tǒng)之間的主板和支架（board-and-shelf）通信。另外，參照設計是由圖形用戶界面（GUI）和源代碼實例支持，以加數(shù)字電源的設計和評估。

　　 1.3、值此以UCD9111，UCD9112為例對數(shù)字脈寬調制控制器基本架構作介紹

　　 當今數(shù)字脈寬調制控制器UCD9K提供了全數(shù)字的電源管理能力，可關閉數(shù)字域內的多個反饋回路以及用于集成監(jiān)控、通信、配置及監(jiān)測的相關．以UCD9111，UCD9112為例討論基本架構UCD9111，UCD9112隸屬于UCD9K系列．UCD9111單相UCD9111與雙相UCD9112控制器采用175ps分辨率的數(shù)字脈寬調制器（PWM），并可通過圖形用戶界面GUI）進行全面配置，從而無需單獨進行軟件編程即可對負載點電源轉換進行監(jiān)控與管理。GUI配置功能使設計人員能夠對電源電壓、電流閾值與響應、軟啟動、容限、環(huán)路補償以及眾多的其它功能進行智能管理。圖2（a）為UCD9111／12結構示意框圖。

[$page]　　＊主要特點為：數(shù)字同步壓降PWM控制器，PWM分辨率為175ps；數(shù)字控制，帶可編程PID補償；VouT可調．從Vin的1％至99％；可編程設定轉換頻率，最高可達2MHz／相位；可編程軟件啟動及軟件停止；可支持預先偏置輸出；0.5％內置微調800mV基準；Vin可調