数字技术如何改变手机设备和手机市场

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。

在供电系统方面，数字电源并不新奇。甚至数字控制已有超过25年的应用历史，只不过一直被用于配备高功率系统的工业应用中，如超大型电动机、不间断电源（UPS）、能量储存和可再生能源系统。这些系统通常需要3千瓦或更高的功率。

但上述情况已经开始改变。

致力于研究高压电源解决方案的Dave Freeman作了如下解释：

还记得吗？手机曾是模拟信号，通话效果也不错。而当手机刚刚变成数字信号时，您虽能听懂通话内容，却听辨不出对方身份，这是语音失真的缘故。所以现在知道数字技术是如何改变手机设备和手机市场了吧。如果您的手机没有数字蜂窝，您将无法发送短信、访问网络、浏览媒体视频和应用等。数字电源也正是以相同的方式演变。现在，数字电源不仅具有电源管理功能，还能进行多种功率转换，包括转换只需几瓦的系统。

由于我们的电子产品对嵌入式处理器、存储器系统和视频系统等数字电路的依赖性越来越高，许多工程师开始将数字电源视为他们系统中集成度更高的一部分。在这些系统中，工程师们很快发现了当面对电源时期待已久的效果-―― 更好的控制。与手机从模拟信号发展成数字信号的情况极为相似的是，工程师们不仅对电源拥有更强的掌控能力，而且还可以逐渐灵活地把电力输送到电子系统组件。

“如果您能与电源进行数字交流，那么您就能更加轻而易举地控制它，因为大部分的系统仍然是数字电路。在采用数字电源初期，这是电源管理中重要的一部分。”Dave说道。

数字电源实现了更高的集成度，从而使更少的芯片或单个芯片能有效地执行多个组件功能。

而今，我们的数字电源应用已从早期的大功率系统（由功率不低于3千瓦的电源供电）扩展到较小功率（多数情况下低于100瓦）的商业和消费系统，如电信服务器或可再生能源微型逆变器（超小型电源，可将太阳能电池板的电力转换成可输送到电网的电力）中使用的子系统。

这并不意味着模拟电源组件已遭淘汰。事实恰恰相反，即使电源内有更小型的电源，这些更小型的电源大多数仍是由模拟组件制成的。我们的工程师让数字和模拟电源组件完美结合，从而在灵活性、成本效益和效率方面取得了一些辉煌的成绩。

有时，解决方案会基于模拟电路并集成数字功能。在其它情况下，工程师则主要以数字器件为基础，再添加模拟功能。目前，这种分组法可用于各种应用，且适用范围还在逐步扩大。

在太阳能逆变器（该装置能获取太阳能并将其转化为类似网电的电力）中，数字电源的应用可减小整体组件的尺寸，同时还能提高效率。本质上就是在从太阳能到网电的转换过程中可减少电力损失。数字电源非常显著的优势在于，当太阳能逆变器连接到电网时，可对监管者制定的各种适用规则进行管理。例如，在紧急状况或危险状况下需要快速切断太阳能电池板和电网之间的连接，然后当电网能安全地接收电力时再重新连通太阳能。

对手机信号塔电源系统而言，数字电源一直被认为是一个绝佳的选择，可确保向复杂系统持续供电，让移动网络保持正常运行。这些电源系统可从电网或电池备份系统汲取电能。这些系统还必须使电池保持充电状态，以便在电网出现故障时电池能满足最大运行量的需求。数字电源可提供许多选项，旨在优化功率转换效果并管理电源使用情况。

在工厂自动化（特别是测试自动化）应用中，有大量不同的电源。为精心设计这些不同的电源，复杂的电源管理必须到位，而数字电源便可轻松解决此类情况。例如，必须先给系统接受测试的一些部分供电，之后才能为该系统的另一部分供电。

大型数据中心需要多个服务器和存储器机架。这些系统必须能在维修保养过程中维持正常运转。而采用数字电源技术，可实现热插拔（在连接器仍处于通电状态时插拔服务器）组件的管理。

最后，在该电源必须保持可用性的情况下，不间断电源（UPS）系统和能量存储系统才能发挥作用，数字电源的优势也才能凸显。UPS的应用无处不在，从家庭办公室、零售商店到办公室楼层再到如医院和其他关键设备不能断电的建筑物，都能见到UPS的身影。与手机信号塔的运行方法类似，电力通常来自电网，但当电网发生故障时，可使用电池继续为设备供电。数字电源可视情况安排设备供电次序，促使这些系统最大限度地利用电源管理组件。此外，当发生功率扰动时，数字电源还能通过接口轻松连接到受电系统，以达到出色的反应速度。

对于所有这些及其它更多方面的应用，德州仪器（TI）拥有最广泛的数字电源产品组合。

“通过将我们的电源和嵌入式产品结合在一起，TI打造出了最完整的数字电源解决方案，对此我们深感自豪。从我们的数字模拟电源管理到我们的UCD系列目标数字电源解决方案，再到业界性能最高的数字电源解决方案产品 ―― C2000™ Piccolo™微控制器（MCU）产品系列，我们的设备能使数字电源的控制和管理工作更加得心应手。”数字电源和太阳能应用C2000 MCU市场营销部的Peggy Liska表示，“C2000 MCU系列产品将最新的技术与设备推向了市场。”

尽管数字电源已取得了长足的进展，但其仍然蕴藏着更大的潜力。我们的工程师正在全力以赴，不断开拓创新，打造与众不同并能改变数字电源世界的产品。
审核编辑：彭菁