什么是数字稳压器？数字电源解决方案介绍

　　多年来，集成电路 （IC） 电源管理设计人员在稳压器架构中实施了巧妙的解决方案，以尽可能提高效率并增强电源设计。

　　在 1960 年代，线性稳压器是镇上唯一的游戏。在此之前，它是真空管。在 1970 年代，设计师使用开关稳压器，随后在 1980 年代使用电流模式控制稳压器。在新千年，谐振模式转换器是首选的解决方案。设计人员逐步制定更新、更高效的解决方案，以实现“更环保”的电源管理。

　　进入 21 世纪近 10 年后，电源设计人员使用嵌入式处理器进行自适应控制，以增强负载点 （POL） 条件和整体电源架构（例如 AC 到 DC 配置）的稳压器，因为它们通过以下方式实现功率因数校正一个简洁的软件算法。如今，设计人员还使用嵌入式处理器来实现效率的飞跃，尤其是在轻负载条件下，并增加了多功能性。

　　数字信号处理器 （DSP）、微控制器 （MCU）、用户友好型软件、图形用户界面 （GUI） 和出色的评估板使电源设计人员能够轻松过渡到数字电源。在 E2E 和供应商网站上的在线支持社区的额外帮助下，任何电源设计人员都可以实现高效的数字电源设计。无需软件程序员或控制器专家即可实现高效设计。

　　从历史上看，设计师会问，“其他公司在设计什么数字电源？” 现在，公司正在通过在实验室建立数字电源开发来向前迈进。那些希望增强电源设计的功能和效率作为现有产品的一部分的公司也在转向数字电源。供应商评估和开发套件通过“罐装”软件和 Gerber 文件帮助加快设计过程，以完成设计。“特殊酱汁”也适用于想要为设计添加功能的数字或软件大师。

　　什么是数字稳压器？

　　模拟电源设计人员非常了解模拟电压调节器中包含模拟补偿器和模拟脉宽调制器 （PWM） 的反馈机制。

　　但在数字稳压器中，我们有“数字控制”，这意味着使用模数转换器 （ADC） 对反馈信息进行采样，并以数字方式关闭反馈回路。补偿器使用数字信号处理技术以 PWM 占空比的形式执行控制工作。这实现了对转换器的固有监控和管理。

　　德州仪器（TI） 在熟悉的 C2000 微控制器系列中提供了许多控制卡应用套件和开发套件。TI 灵活且可配置的数字电源解决方案包括各种数字控制器、数字功率级 IC（包括 TI 自己的 NEXFET 系列功率 MOSFET）和数字功率级模块（包括用于完善设计的磁性元件）。

　　TI 解决方案涵盖广泛的数字电源应用；包括用于 PFC 控制和隔离 DC 到 DC 级的功率优化数字控制器：

　　UCD30xx。

　　栅极驱动和偏置解决方案。

　　F28xxx 完全可编程的数字微控制器。

　　TI 的产品组合包含 UCD9xxx 数字 PWM 系统控制器，用于使用多轨同步数字脉宽调制 （PWM） 输出的非隔离式直流到直流转换器设计。例如，请参阅此处列出的控制器。

　　TI 还提供隔离式 DC 到 DC 或 AC 到 DC 电源设计，例如基于 F28x Piccolo和Delfino的微控制器系列，可提供高分辨率 PWM 输出和高度集成的控制外设。

　　上述控制器可与 TI 具有集成功率 FET 的 UCD7xxx 系列同步降压电源驱动器芯片、TI 的 NEXFET 系列分立 MOSFET 或 PTD 系列中具有集成磁性元件的经过全面测试的动力总成模块接口。设计人员应使用带有基于 PC 的 GUI 的 Fusion Digital Power Designer 软件 （S/W） 来配置器件。

　　Microchip Technology提供广泛的数字电源开发板产品组合；参考设计和软件工具，包括应用软件、开发工具、培训资源和应用说明。

　　Microchip 智能电源设计包括四个集成级别。对于每个连续的级别，MCU 在电源设计中都具有更大的功能。一级功能开/关控制；二级为比例控制，三级为拓扑控制，四级为全数字控制。

　　Microchip 微控制器的范围从一级的PIC10F和PIC12F到四级的dsPIC30F和dsPIC33F。

　　Intersil 的Zilker Labs 数字电源产品是数字 DC/DC 控制器、数字 DC/DC 转换器和同步 MOSFET 驱动器。该公司最近推出了其首款全封装数字电源模块ZL9101M. Intersil 的 PowerNavigator 开发工具允许通过 SMBus 接口轻松控制和监视 Zilker Labs 数字直流设备。

　　ADI 提供用于隔离电源设计的ADP1043A二次侧数字控制器，并包含全面的 GUI。PMBus 提供微控制器连接。

　　以下供应商使用模块化方法为数字电源提供生产就绪产品：

　　CUI Inc.在 V-Infinity 的Novum 产品线中提供数字电源模块。

　　艾默生/雅达在其板载 DC/DC 转换器中提供开关电源转换器的数字控制。