什么是数字电源 数字电源基础知识

数字电源的使用越来越多，因为它们能够提供比传统电源更高的性能水平。

许多公司使用数字电源和数字电源这两个术语来描述他们的新电源产品。

数字电源和数字电源对不同的人可能意味着不同的事情。对某些人来说，术语数字电源可能泛指使用开关技术的电源，即开关模式电源。

但是，术语数字电源或数字电源实际上是指在反馈环路内使用数字技术并控制电源的电源。换句话说，数字电源使用数字技术来控制和监控输出以及电源操作的其他方面。

什么是数字电源

很多人可能会问：什么是数字力量？这个问题的答案是首先提供数字电源的定义，然后深入研究该主题以填写细节。

数字电源可以定义为使用数字管理和数字控制解决方案来提供配置、监控、反馈和监督或控制功能的电源应用，这些功能扩展到使用数字硬件和软件算法的全环路控制。

电源的目的是将固定或可变输入电压转换为固定输出电压。

为了提供稳定的精确电压输出，电源使用负反馈来检测根据设定基准测量的所需输出的误差，并将该误差电压反馈回输入以纠正误差。

这种反馈的传统方式是使用模拟技术，但也可以使用数字技术进行。这实现了更大的灵活性，并提供了提高性能的可能性。

通常，数字电源技术应用于开关电源。它们通过具有一个接通或关断的串联传输晶体管来工作。它保持导通的时间越长，输出电容器能够充电的次数就越多，因此输出电压就越高。换言之，该开关是脉冲宽度调制的。

脉宽调制的占空比由电源内的反馈环路控制。如果输出电压下降到很远，或者负载增加，则增加脉冲宽度，以便在电压下降的情况下从输出电容器中吸取更多电荷。同样，如果减小负载，脉冲宽度也会减小，以保持相同的输出电压。

在数字电源的情况下，用于控制脉宽调制的反馈环路是数字的。

为了实现这一点，使用模数转换器将反馈信号转换为数字。

将得到的反馈信号编号以数字方式与所需电压的设定参考编号进行比较，并生成误差项。

误差项被输入到环路滤波器的数字等效物中。这称为比例-积分-微分或 PID 滤波器。这三个项对应于并行起作用的滤波器的三个元素：

比例的：数字电源反馈的这一元件为误差信号提供增益。如果增益设置为高电平，则电源的输出电压将迅速恢复到所需值。

完整的：数字电源反馈环路中的积分路径是过去误差电压的时间积分，即使误差信号为零，它也能保持恒定的输出电压。

导数：数字电源反馈环路内的该路径设置误差信号的变化率。当电源输出接近所需值时，变化率会降低，从而大大减少过冲。

在数字电源的反馈环路中使用所有三个元件，可以保持环路稳定性，同时仍保持零失调误差。

数字电源优势

使用数字电源的原因有很多;数字电源的优势意味着它可以提供很多东西。

在操作过程中可以更改参数：数字电源提供了相当大的灵活性。利用这一优势的一种方式是在电源运行时改变电源的特性。例如，如果负载从满载变为非常小，或者温度发生变化等，则可以使用此功能来改变特性。

元件漂移补偿：可以在数字电源中引入一种算法，以补偿由于温升、容差变化甚至老化而导致的元件值变化。

协同操作：许多电源都有许多不同的输出。使用数字电源可以很容易地调整电源的响应，因此一个电源的变化会影响其他电源的输出。一个简单的例子可能是，在某些情况下，一个供应应该先于其他供应。虽然像这样的简单示例可以使用模拟电源来实现，但使用数字电源可以更容易地实现更复杂的功能。

更快的反馈循环：使用带有固有电容器等的模拟反馈环路往往会减慢整个电源对任何变化的响应时间。使用数字电源可以缩短其对任何变化的响应时间。

提高 EMI 性能：EMI是任何设计的一个重要方面，对于开关电源来说，这可能是一个主要问题，因为开关尖峰会导致辐射发射增加。数字电源技术可以通过改变串联功率MOSFET的导通压摆率来响应负载的变化，从而实现这一目标。

使用数字电源技术有很多优点。因此，该技术越来越多地用于各种电源设计中。

实施数字电源

数字电源通常围绕专为这些应用而设计的数字电源IC构建。

许多电源管理公司已经开发了一种新型的数字电源芯片，这些芯片构成了最终电源的基础。大部分开发工作已经完成，并且可以使用开发套件，使设计能够更快地推向市场。

数字电源在市场上的出现越来越多。此外，许多人不分青红皂白地使用该术语来描述可能只是开关模式电源的电源。有时需要仔细查看电源的规格，以确保它是真正的数字电源，并且它提供了比其他更传统类型更高的性能。

审核编辑：黄飞