数字电源标准和本钱概述

　　数字电源运用混合信号处理开发的开展演进。混合信号处理一同满足了数字电路与仿照电路的需要。数字电路的计划很广，其间包括微处理器、状态机以及通讯外设和简略逻辑电路。存储器也包括在这个有些中。仿照电路能够包括运算放大器和比照器、模数改换器 (ADC)、数模改换器 (DAC) 脉宽调制器 (PWM) 发生器和基准，以及更多其它器件。对这一处理技术的充分运用能让这些器件优化仿照与数字电路的分配，一同又将这些器件集成在一个芯片上。通过减少物料清单 (BOM) 本钱和器件数量能够降低系统本钱，并且由于系统中所包括的互连组件减少，系统会更加可靠。由于一个控制器有或许服务于许多解决方案，制造商需要跟踪和贮藏的最小库存单位 (SKU) 更少。

　　举个比方，集成一个多用途微控制器 (MCU) 既能够实行必定计划的电源有关功能，能够免除了对于其它独立控制芯片的需要。能够为集成型MCU设定许多电源处理特性，比方过压、欠压、过流条件和其它功能。依据数字MCU处理才干的不一样，数字电源器件可被设定为包括多种电源改换特性，比方简略到凌乱拓扑支持、自适应环路赔偿、对于峰值电流方式控制的斜坡赔偿、均流以及温度赔偿。其他一个比方即是供应功率因数校正 (PFC)，与此一同实行电子表面计量功能。通过供应多种数字电源器件，计划人员能够为运用挑选最适合的功能，而无需担忧其他无用的功能构成的背负。

　　电源拓扑灵活性

　　数字技术所固有的灵活性，使得特有集成数字MCU或可配备状态机的数字电源器件可成为一个支持全部首要传统电源拓扑的渠道，这个渠道也支持任何有或许呈现的全新且更加精密的拓扑。所支持拓扑将包括相移全桥、多相交错PFC、无桥PFC、共振LLC、双向DC/DC、双向DC/AC和PFC、三相逆变器、最大功率点跟踪 (MPPT) DC/DC和其它拓扑。由于这一灵活性和集成外设，通过运用高分辨率相位、频率和占空比控制算法，数字电源器件能够供应精确波形控制。

　　功率

　　高级控制算法使得数字电源器件能够前进电源和系统的成效，然后减少了电源和主机系统的能耗。这对数据中心、海量存储系统等许多运用的工作本钱都有显着的影响。自适应数字控制能够完结快速调度，以改动线路和负载状况，然后优化电源和系统功率。例如，对于更高效的电力传输，能够实时改动功率级的控制方法，或许对电源改换进行调度，以减少其在轻负载或无负载条件下的功耗。

　　可靠性和安全性

　　数字电源器件能够轻松完结与系统中其它数字和仿照组件的交互，这意味它们能够通过实行系统级监督和缺点照应来有用地前进主机系统的可靠性和安全性。实际上，数字控制器的可编程特色使得它们能够支持多种总线(比方PMBus、I2C、SCI、SPI、CAN和其它类型的总线)上的多协议通讯，这么的话，系统能够轻松地与电源子系统通讯。通过监督和记载全部系统中的数据，数字电源技术有助于系统确诊，供应前期缺点和差错报警，系统也就能够采用恰当的应对操作。

　　宽带隙 (WBG) 兼容性

　　与其等到那些能够满足WBG器件新功能的全新仿照控制器被开发出来，还不如如今就运用某些数字电源解决方案。在供应极高分辨率守时控制的一同，兼有数字电源对全部电源拓扑的支持才干，比方氮化镓 (GaN) 的全新器件可被用于具有较高开关频率、较低开关损耗、更大功率密度和零反向恢复的高级拓扑中。

　　TI的数字电源立异

　　德州仪器 (TI) 的数字电源技术产品组合是如今业界最全面的产品库。虽然其他供货商或许能为此职业的一个或数个细分商场供应专业的数字电源解决方案，TI广泛的数字电源立异组合却能够满足任何或许的计划需要。

　　总的说来，数字电源技术在许多运用中都适用，从相对简略的功能到最凌乱的电源处理任务。数字电源商场通常被细分为4个不一样的器件类型，每一类器件均有其自身的优势和解决方案。这些器件为： 数字电源控制器;具有数字接口的仿照电源稳压器;数字电源排序器;数字热插拔控制器。接下来将说明每个产品类别，并谈一谈TI数字电源产品库中的一些器件。

　　数字电源控制器

　　数字电源控制器调度不一样类型电源的输出，从AC/DC到DC/AC电源、隔绝式DC/DC、负载点 (POL) 稳压器、功率调度器和滤波器，以及其它器件。由于它们所具有的集成MCU和电源专用外设，数字电源控制用具有一同实行环路赔偿和处理反响环路所需的计算才干，以坚持精确的输出稳压或调度，以及实行其它系统级监督和稳压任务的才干。这些器件配备有对于电源处理运用进行优化的外设。

　　TI的数字电源控制器有一些职业界绝无仅有的功能。例如，它们的高频和高分辨率工作使得它们与GaN技术兼容，然后供应高开关速度和低功率损耗。此外，TI全部的数字电源控制器特有超卓的瞬态照应和动态功能。这些功能由不一样的技术完结。在某些状况下，数字电源控制器对于极快速中止而计划，这就减少了控制环路采样与照应计算之间的推延。在其它状况下，运用集成有专用ADC和计算引擎的外设来供应对于控制环路的快速照应。通常状况下，这些快速照应才干使得控制器能够减少功率级组件间的差异所带来的影响。

　　集成在TI数字电源控制器中的MCU可编程性使得它们完全可配备并且能够控制凌乱拓扑，以及比方双向、多相重排序和相位校正、自适应死区时间控制以及其它工作方式。此外，通过配备这些控制器能在包括PMBus在内的多种总线上支持系统级监督、表面计量和通讯。这可完结比方在线确诊和陈说、现场功耗数据搜集等精密电源处理进程，以优化计划，并且能够通过数字接口把新参数写入控制器。正因如此，可采用多种拓扑来监督控制环路。实际上，通过运用控制器的数字赔偿，能够完全避免实行具有外部组件的控制环路。控制器所实行的监督和数据记载也可构成前期缺点报警的基础，这也反过来使系统能够采用方法来减少这些缺点的影响。

　　C2000 TM微控制器

　　计划灵活性与开发的简便性使得TI C2000 MCU成为广泛运用中许多电源系统计划的核心部件。借助于高级C言语的完全可编程性以及可简单更改的配备变量，C2000 MCU现已显现出其强大功能，它们能够构成许多渠道架构的基础，能够很方便地将这些架构调整为满足特定的计划需要，其间也包括最高级的电源拓扑。高度可配备的PWM和ADC组合使得C2000 MCU能够支持最精密的电源控制功能。C言语中供应的模块化软件库加立刻系统级运用的直观开发。TI的C2000实时C28x处理内核具有高达200MHz的处理才干，以支持最精密的电源系统。除了其首要的处理内核，C2000 MCU还特有依据RISC的控制律加速器 (CLA) 实时协处理器，它的速度处理才干也高达200MHz。这两个完全不一样的处理本钱可完结处理负载的有用区别，CLA能够承担控制环路处理和其它实时任务，减轻主内核处理这些任务的背负，然后主核能够专门进行通讯协议处理或额定的控制环路控制的内务处理任务。这么全部电源系统就会更加有用，照应速度更快。运用多达12对高速、高分辨率PWM(分辨率额定值150ps)等许多本钱，C2000 MCU能够驱动高开关频率以及许多相位或电源轨，一同又减小了计划标准。集成高速ADC的处理速度高达4MSPS，分辨率高达16位。C2000 MCU还支持最常见的实时通讯协议，其间包括I2C、SCI、SPI、CAN和PMBus。

　　通过将精密控制架构所需的全部本钱集成到一个轻松可编程、可配备器件内，C2000 MCU在减小标准和降低本钱的一同，也降低了系统其他有些的硬件凌乱度。与多个PWM工作同步的高分辨率ADC和DAC可完结广泛的控制，包括斜坡赔偿电路在内的片上功能性支持峰值电流方式和其它精密控制机制。比方比照器和来自多个来源的触发区输入的数个集成本钱可完结对功率级的多种保护功能，其间包括过压、欠压和过流保护。多个片上时钟供应的冗余功能可通过时钟源的备份来前进电源系统的可靠性。实际上，C2000 MCU特有一个3时钟保护系统配备，其间的一个时钟在另一个时钟发生缺点时自动切换至备用时钟。