数字世界飞速发展,数字电源前景无限

在您的家庭、工作和生活中,每件电子产品都必须由电力驱动,而正是通过模拟、数字组件或两者的结合使这些电力驱动成为可能。
通常来说,电力都由高压输送到我们的家庭和企业,所以必须借助电源将高压电转换成大多数电器以及电器中半导体电路(芯片)适用的电力资源。电源可采用的控制类型有多种,而传统上采用的是模拟控制。但随着我们的世界数字化程度越来越高,从钟表到电视机,各类电源也正逐步数字化。

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ZMDI与Wurth Elektronik共同发布ZSPM15xx 数字电源解决方案

ZMD AG与Wurth Elektronik 的 eiSos 部门宣告对外发布ZSPM15xx系列的前六个产品,该系列产品是针对非隔离、高电流负载点 (POL) 应用的单相真实数字电源解决方案。

大联大友尚集团推出TI 400W 12V/33A服务器数字电源解决方案

大联大控股宣布,其旗下友尚推出TI 400W 12V/33A服务器数字电源解决方案。

云端时代让服务器的需求大为提高,也一并带动而电源供应器的市场需求。服务器电源除了日益增加的功率规格需求,以及对高效率节能的一贯要求,同时也增加了远程遥控电源管理的需求。为了应对最新的服务器电源规格和越来越复杂的电源架构,数字电源控制器是解决此难题的方案之一。利用数字电源控制可以大幅减少外围器件,并有效解决在不同的输入与负载等复杂工作状态下对效率、PF值与THD值的要求,进而达成高效率与高可靠性的目标。

大联大品佳集团力推基于Infineon XMC1000系列单片机的数字电源解决方案

大联大控股宣布,其旗下品佳集团代理的Infineon 推出XMC1000 32位MCU,该器件采用300mm晶圆,将ARM® Cortex™-M0内核与尖端的65nm制程技术结合在一起。该系列MCU具有6个12位A/D转换器通道(转换速率高达1.88兆采样/秒)、4个16位定时器(捕获/比较单元4(CCU4))以及宽工作电压范围(1.8V~5.5V)。

数字电源取代模拟电源的六大理由

 

  假设我们必须从模拟控制转向其他技术,为什么数字控制是解决问题的办法呢?数字控制能解决问题,是因为它具有比模拟控制更好的性能、更灵活且在复杂的设计中更易用。数字控制发挥了模拟控制的优点,并超越模拟控制。想象一下使用同样的电源元器件,包括相同的FET、电感器、电容器,把使用模拟控制器和数字控制的系统性能做个比较。起初,你自然会想到,既然性能是由元器件决定的,很难说性能会有什么差别。但接着你会意识到,控制器会影响到性能的很多方面。下面是一些例子。

基于在线软件工具的数字电源UCD92xx反馈环路调试指南

Neil Li, Sundy Xu---China Telecom Application Team

摘 要
基于UCD92xx 的非隔离数字电源系统由控制芯片和功率级芯片构成。功率级芯片由Mosfet 驱动和功率Mosfet组成,包括独立的Mosfet 驱动(如UCD7232),或者集成Mosfet 的功率级芯片(如UCD7242 和UCD74120等)。通过与UCD92xx 配套使用的在线工具Fusion Digital Power Designer 可以在线调节反馈环路,提高环路调节的效率。本文在一款基于UCD9224 和UCD74120 的数字电源板上演示如何在线调节环路。

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数字电源UCD92xx 输出电压波形的优化

Neil Li, Sundy Xu China Telecom Application Team

摘 要
基于UCD92xx 与UCD7xxx 的非隔离数字电源,其输出电压在软启动阶段经常出现“台阶”现象,波形不平滑,尤其是输出电压设定为较低值时,如1.0V。这种“台阶”现象与UCD92xx 软启动的设计原理有关,但完全可以通过一定的措施来优化并最终解决。本文从UCD92xx 的环路和最小占空比宽度两个方向进行优化与分析,最终取得了理想的效果。

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消费与照明带来数字电源兴旺景象

消费与照明带来数字电源兴旺景象 消费与照明带来数字电源兴旺景象 该市场到2017年将增长到124亿美元

作者:Jonathon Eykyn

2013-2017年全球数字电源与数字电源集成电路(IC)市场将繁荣发展,越来越多地用于IT基础设施之中。同时该技术也在向照明与消费导向的应用领域扩展,包括PC、家电和手机。

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数字电源管理可在改善系统性能的同时又可降低能源成本

具有数字管理功能的DC/DC转换器允许设计师开发“绿色”电源具有数字管理功能的DC/DC转换器允许设计师开发“绿色”电源凌力尔特公司 混合信号产品设计经理 Andy Gardner
今天的网络设备设计师面临着开发时间迅速缩短和成本受到严格限制的压力,但是人们仍然期望他们能突破性能限制,并增加功能。越来越多的网络系统功能需要增加ASIC和处理器,而每个ASIC和处理器都需要几种电压轨,从而导致出现了具有几十种轨电压的线路卡。电压轨如此之多带来的挑战是,优化硬件利用率,以最大限度地降低总体功耗。

数字电源 UCD9224 与UCD7232 应用中输出电压关机负过冲的分析及解决

数字电源 UCD9224 与UCD7232 应用中输出电压关机负过冲的分析及解决数字电源应用中输出电压关机负过冲的分析Neil Li, Sundy Xu ---China Telecom Application Team
摘要
UCD9224 可以与UCD7232 配合设计非隔离数字电源。在某项目中,采用1 片UCD9224 与4 片UCD7232 设计了四相交错并联输出的数字电源,输出规格为1.0V/80A。在测试中发现,关机时输出电压存在严重的负过冲,幅值可达-380mV。经过仔细定位发现,引起负过冲的根因是UCD9224 进入reset 模式后,SRE_1A 和SRE_1B 引脚变为高阻态,其电压有反弹并下降缓慢。基于此,在SRE_1A 和SRE_1B 引脚各设计一颗下拉电阻,可以给上述两个引脚快速放电,彻底解决负过冲问题。本文对定位过程给予了详细的描述和分析,并最终给出了结论。

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数字电源控制器UCD3138的数字比较器与模数转换器的应用说明

数字电源控制器 UCD3138数字电源控制器 UCD3138Neil Li, Sundy Xu ---China Telecom Application Team
摘要
数字电源控制器UCD3138 内部集成有 4 个数字比较器,可以灵活配置其输入端和参考值。模拟前端(AFE)模块的绝对值量和EADC 的输出都可以作为数字比较器的输入,因此使用数字比较器可以实现对系统输出电压的故障响应与保护。UCD3138 内部集成有 16 个模数转换器(ADC),其中名称为 ADC15 的模数转换器不对外部开放,可以用来检测 3 个AFE 模块中任何一个的 EAP 或 EAN 引脚,实现对系统输出电压的精确采集,最终可以实现对输出电压的故障响应与保护。

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世平集团推出ADI,Freescale,TI 数字电源方案

世平集团推出ADI,Freescale,TI 数字电源方案世平集团推出ADI,Freescale,TI 数字电源方案 数字电源,使用数字信息来管理电源系统及其中电源的整体运作。有了数字电源控制器,就可以利用数字信号实现与电源的通信,以监控和管理加电、测序、负载分配和平衡、故障情况、热交换、保养问题和其他任务。

数字电源的优势与不足

数字电源是那里
数字电源的优势与不足
数字开关电源正是为了克服现代电源的复杂性而提出的,它实现了数字和模拟技术的融合,提供了很强的适应性与灵活性,具备直接监视、处理并适应系 统条件的能力,能够满足几乎任何电源要求。数字电源还可通过远程诊断以确保持续的系统可靠性,实现故障管理、过电压(流)保护、自动冗余等功能。由于数字 电源的集成度很高,系统的复杂性并不随功能的增加而增加过多,外围器件很少(数字电源的快速响应能力还可以降低对输出滤波电容的要求),减少了占板面积, 简化了设计制造流程。同时,数字电源的自动诊断、调节的能力使调试和维护工作变得轻松。
数字电源管理芯片易于在多相以及同步信号下进行多相式并联应用,可扩展性与重复性优秀,轻松实现负载均流,减少EMI,并简化滤波电路设 计。数字控制的灵活性能把电源组合成串联或并联模型,形成虚拟电源。而且,数字电源的智能化可保证在各种输入电压和负载点上都具有最优的功率转换效率。

数字电源概述连载(1)

1:什么是数字电源
数字电源的PWM信号完全数字化,数字化的PWM驱动电源MOS管导通和关断
2:数字电源的内部架构
数字电源将输出反馈信号通过运放放大,经过高速ADC采样进行离散数字算法后,送给DPWM进行数字化PWM。
这样经过驱动电路送给MOS进行驱动 [[wysiwyg_imageupload::]]
 
 
 
 
3:数字电源带来的优势
数字电源数字化的PWM,能够使电源设计更加简单,设计周期更加简短,电源的可靠性得到明显提高。
4:业界领先的数字电源方案
目前业界EXAR,TI,LTC等在数字电源方面投入力度非常大,而且会长期投入下去。列入:EXAR XRP7714系列电源应用范围非常广泛。这些都得益于数字电源的简单设计。
 

凌力尔特推出双输出高效率同步降压型DC/DC 控制器LTC3880/-1

LTC3880/ -1凌力尔特公司 (Linear Technology Corporation) 推出双输出高效率同步降压型 DC/DC 控制器 LTC3880/ -1,该器件具有基于 I2C 的 PMBus 接口以用于数字电源系统管理。LTC3880/-1 兼有最佳模拟开关稳压器性能和精准混合信号数据转换,可极其方便地实现电源系统的设计和管理,该器件得到了具有易用型图形用户界面 (GUI) 的 LTpowerPlayTM 软件开发系统的支持。

数字电源:迈向电源也由嵌入软件控制的时代

Clear Sodick的直管型LED照明。灯管内内置了村田制作所开发的电源模块。40W级产品的耗电量为19W,LED元件的数量为204个。

村田制作所的LED照明用电源模块。

TDK-Lambda的数字控制电源“EFE300系列”。

  以数字方式进行电压及电流控制的开关电源,称为“数字控制电源(数字电源)”。不间断电源(UPS)等大容量电源是10多年前就已普遍使用的技术,而2010年这种数字电源相关的开发活动颇显活跃。

  虽说是数字电源,但其方式也多种多样。从电压及电流值在A-D转换后的数字信息的处理手段来看,可大致分为两种:
(1)数字化后通过硬接线专用逻辑电路实施PID控制;
(2)数字化后通过DSP微控制器等以软件方式实施复杂控制。

大量软件式产品亮相

  (1)硬接线方式用于重视成本的较小容量的开关电源,而(2)软件方式则用于以实施复杂控制为目的的用途。尤其是(2)软件方式,2010年有大量相关产品亮相,在这里回顾一下一年中的情况。

  比如,村田制作所在直管型LED照明用内置电源中采用了基于DSP微控制器的数字控制。该电源被照明厂商Clear Sodick用在了LED照明上。

数字电源开始广泛普及,一美元DSP微控制器乃起爆剂

  数字软件技术开始在此前曾是模拟技术一统天下的开关电源上广泛普及。LED照明、车载电源及产业设备等领域也纷纷开始导入数字控制型电源。通过添加通信功能或者将控制方式改变为动态控制等方法,在提高电源效率、缩小产品尺寸以及缩短开发时间等方面发挥了效果。长期以来一直是DSP课题的高成本问题,也随着价格与通用微控制器一样的低价产品问世而逐渐得到解决。

  电源的数字控制有助于实现AC-DC电源和DC-DC转换器等的小型化及高效率化,大约5年前开始受到关注。这种“数字电源”的应用范围在最近一年来悄然扩大。

  以前,数字电源只是导入于无停电电源装置(UPS)、通信产品、服务器以及太阳能电池用功率调节器等基础设施的部分产品中。但最近,LED照明器具、汽车、产业设备乃至部分消费类产品也开始采用数字电源(图1)。

低价位DSP的亮相成为契机

  数字电源的应用范围能够扩大的最主要原因是,单价只有100多日元~数百日元的电源控制IC出现了用于数字电源的产品。数字电源控制IC的成本下降到了可与不足100日元的模拟电源控制IC相匹敌的程度。美国微芯科技(Microchip Technology)、美国德州仪器(TI)以及新日本无线等半导体厂商从2008年前后相继推出了数字电源专用的低价位控制IC。近来,大部分数字电源产品采用的都是这些企业的IC。

微芯科技率先致力于DSP的低价格化,新日本无线也开始涉足

以用于数字电源为目标新开发的。开发代码为“Alligator”。   软件流水线(Software Pipelining)和零开销循环(Zero Overhead Loop)功能等早已不是新技术,在DSP领域已经是20多年以前确立的技术了。不过,将这两项技术与高分辨率PWM等数字电源专用外设进行组合,或者将其作为配备闪存的单芯片微控制器来低价销售则是最近的事情。

  在该领域先行一步的是在8bit微控制器领域拥有全球市场份额第一的微芯科技(Microchip)。该公司于2004年上市了数字电源用16bit DSP微控制器“dsPIC30F群”,2009年上市了目前的dsPIC33F GS系列,将单价最低降到了一美元多。在此之前,数字电源用DSP一直采用大型DSP厂商TI的C28xx系列,但“价格一点也不便宜”(电源厂商的技术人员)。或许是因为微芯科技上市了低价位DSP微控制器,涉足了数字电源控制IC领域等原因,TI也于2008年投放了价格更低的数字电源专用Piccolo系列。

约1美元的超低价MCU或DSP将改变电源

  数字电源是指通过MCU对DC-DC转换器、AC-DC电源、逆变器(DC-AC电源)及功率因数校正电路(PFC)之类的电源电路进行控制。

  虽然说起“用MCU进行控制”等,听起来似乎理所应当,但在电源电路这个领域长期以来的常规做法是,利用运算放大器(误差信号放大器)与被动部件配套进行模拟控制。如果把范围缩小到UPS(不间断电源装置)等一部分大型且昂贵的设备的话,电源的数字控制从10多年前就已开始运用,但在普通的开关电源中,借助软件的全数字控制型产品还是少数派。“虽然技术先进,但因为成本高,所以用不起”,这就是对数字电源的普遍评价。

  这种状况在近1年来开始逐步发生变化。

  此前数字电源最大的瓶颈问题——控制IC的价格现在已开始大幅下降。以前,说起数字电源,采用10美元以上的高性能DSP作为控制IC是十分普遍的,但近几年来售价仅为约1美元~数美元、与普通通用MCU相当的廉价DSP开始面世。与单芯片的闪存MCU不同,这种产品融合了具有DSP特点的因素,因此,近年来各半导体厂商根据“MCU(Microcontroller)”与“DSP(Digital Signal Processor)”融合的意义上,有时将这些产品称为“DSC(Digital Signal Controller)”等。本文暂将其称为“DSP MCU”。

采用数字电源还是模拟电源?一名工程师的拙见

采用数字电源还是模拟电源?作者:德州仪器 (TI) Biricha电源总监 Chris Hossack博士和TI现场应用工程师Richard Poley,
近年来,使用微处理器控制开关模式电源取得了长足的发展。在数字电源与模拟电源的优点方面仍存在许多争议,两大阵营你来我往、争论激烈。实际上,这两种方法都各有其优缺点。但设计人员最终都必须做出选择,是使用模拟解决方案还是使用数字解决方案,而要做出明智的决定他(她)就需要了解每种方案的优点和缺点。

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