这些年，数字操控技能在电源中得到敏捷的开展，各种在模仿电路中难以完成的现代操控办法开端使用于电源的操控中。跟着数字信号处置器DSP的开展，使数字式的开关电源能到达较高的开关频率。相对模仿体系而言，数字体系在开关电源中具有描绘周期短、灵敏多变、易完成模块化办理、能够消除由离散元件导致的不安稳和电磁搅扰等长处。因而，数字电源在高精度电源中的使用越来越广泛，变成现代电源技能开展的一个重要方向。

一、数字电源的界说和特色

(一)数字电源的界说

当前，数字电源有多种界说。

界说一：经过数字接口操控的开关电源(它着重的是数字电源的“通讯”功用)。

界说二：具有数字操控功用的开关电源(它着重的是数字电源的“数控”功用)。

界说三：具有数字监测功用的开关电源(它着重的是数字电源对温度等参数的“监测”功用)。

上述三种界说的一起特色是“模仿开关电源的改造晋级”，所着重的是“电源操控”，其操控目标首要是开关电源的外特性。

界说四：以数字信号处置器(DSP)或微操控器(MCU)为中心，将数字电源驱动器、PWM操控器等作为操控目标，能完成操控、办理和监测功用的电源商品。它是经过设定开关电源的内部参数来改动其外在特性，并在“电源操控”的基础上增加了“电源办理”。所谓电源办理是指将电源有效地分配给体系的不一样组件，最大极限地下降损耗。数字电源的办理(如电源排序)有必要悉数选用数字技能。

与传统的模仿电源比拟，数字电源的首要区别是操控与通讯有些。在简略易用、参数改变需要不多的使用场合，模仿电源商品更具优势，因为其使用的针对功用够经过硬件固化来完成，而在可控因素较多、实时反应速度更快、需要多个模仿体系电源办理的、杂乱的高功用体系使用中，数字电源则具有优势。

此外，在杂乱的多体系事务中，相对模仿电源，数字电源是经过软件编程来完成多方面的使用，其具有的可扩展性与重复使用性使用户能够便当更改作业参数，优化电源体系。经过实时过电流保护与办理，它还能够削减外围器材的数量。

数字电源有用DSP操控的，还有用MCU操控的。相对来讲，DSP操控的电源选用数字滤波办法，较MCU操控的电源更能满意杂乱的电源需要，并且实时反应速度更快、电源稳压功用十分好。

(二)数字电源的特色

1.操控智能化

它是以数字信号处置器(DSP)或微操控器(MCU)为中心，将数字电源驱动器及PWM操控器作为操控目标而构成的智能化开关电源体系。传统的由微操控器操控的开关电源，通常仅仅操控电源的发动和关断，并非真实含义的数字电源。

2.数模组件组合优化

选用“结合数字电源”(Fusion Digital Power)技能，完成了开关电源中模仿组件与数字组件的优化组合。例如，功率级所用的模仿组件MOSFET驱动器，能够很便当地与数字电源操控器相连并完成各种保护及偏置电源办理，而PWM操控器也归于数控模仿芯片。

3.集成度高

完成了电源体系单片集成化(Power System on Chip)，将很多的分立式元器材结合到一个芯片或一组芯片中。

4.操控精度高

能充分发挥数字信号处置器及微操控器的优势，使所描绘的数字电源到达高技能目标。例如，其脉宽调制(PWM)分辨力可达150ps(10~12s)的水平，这是传统开关电源所望尘莫及的。数字电源还能完成多相位操控、非线性操控、负载均流以及毛病猜测等功用，为研发绿色节能型开关电源供应了便当条件。

5.模块化程度高

数字电源模块化程度高，各模块之间能够便当地完成有机交融，便于构成分布式数字电源体系，进步电源体系的可靠性。

二、数字电源的基本原理

数字电源的关键是电源办理、操控信号的数字化处置，其基本需要是：在保证安稳性的前提下，具有快速性、平稳性和准确性。下面以负载点变换器(POL)为例阐明数字电源操控功用的完成原理和办法。

负载点变换器(POL)通常用于将直流输入电压(通常为5V~12V)调理成适用于负载需要的直流输出电压(0.7V~3.3V)。例如，在典型的根据降压(Buck)开关变换器的电路中，Buck变换器包含一个脉冲宽度调制(PWM)主操控芯片，一对主功率开关和一个由储能电感和电容构成的低通滤波器。在脉冲宽度调制操控芯片中，一个电阻分压器对电源的输出电压进行采样，差错扩大器将该输出电压与直流参阅电压进行比拟然后发生电压差错信号，差错信号是一个强度与所需的输出电压校对成正比的模仿信号。经过具有某种操控规则的差错抵偿器(Compensator)进行扩大后，其输出进入脉宽调制器(PWM)，经过与载波(通常为锯齿波或三角波)比拟之后发生脉冲波，然后操控功率开关(通常为MOSFET)的导通与关断。因为MOSFET具有较大的输入门电容，因而驱动器电路有必要有效率地导通和关断它们。还有固定电阻电容网络通常会作为抵偿回路，以保证动态响应和安稳性之间的正常平衡。

电源的两个其它首要有些是输入和输出滤波器网络。这些有些由感应器、电容和电阻构成，能够供应数种功用。输入滤波器有助于保护电源不受电源电压瞬态的影响，在动态负载改变过程中供应一些能量存储，并顺便滤波器网络以使电源满意其输入导致的发射标准。输出滤波器安稳输出电压以保证电源满意其纹波和噪声标准，此外还存储能量以协助保护负载电路的动态电流需要。重要的是，关于模仿或数字操控布局而言，输入和输出滤波器以及电源器材将基本上坚持一样。

在典型的数字电源操控体系布局中，输出电压感应摆放类似于模仿体系。可是，模数转换器(ADC)替代了模仿体系的差错扩大器，然后将感应到的模仿电压值转换成二进制数。除了输出电压之外，知道电源的输出电流和温度等其它模仿参数也十分有用。尽管独立的ADC能够感应每个参数，可是选用单个ADC并在它前面加设一个多路复用路往往是愈加常用的办法。多路复用器(MUX)则将在要丈量的模仿输入之间切换，并顺次将每个输入发送至ADC.

因为MUX和ADC的采样速率是固定的，因而ADC对每个参数都输出一系列数字，每个数字由己知的时间段分隔。这些值供应为体系供应处置才能的微操控器。卡上程序内存存储着微操控器的操控算法，这些算法担任履行一系列有关ADC的输出值的核算。这些核算的成果包含差错信号、想要的驱动器级脉宽、各种驱动器输出的最佳推迟值以及回路抵偿等参数。有了这些参数，数字脉宽调制器(DPWM)就能够经过驱动后操控外接的功率MOSFET，而电源办理有些也能够经过必定的接口及协议与外界通讯了。模仿体系的外部回路抵偿元件此刻变得不再是必需的。输出电压、输出电流和温度约束等参数的参阅值在生产时间被保存在非易失性内存中，或许能够经过PMBus输入。在体系发动时，数据会由EEPROM下载到数据内存中，主芯片据此操控模块的作业状况。一起，能够经过必定的外部操作来从头读入EEPROM中的默认设置。

 

公司产品：电压监测仪，配变监测终端，电能质量在线监测