數(shù)字電源開始廣泛普及

　　數(shù)字軟件技術(shù)開始在此前曾是模擬技術(shù)一統(tǒng)天下的開關(guān)電源上廣泛普及。LED照明、車載電源及產(chǎn)業(yè)設備等領(lǐng)域也紛紛開始導入數(shù)字控制型電源。通過添加通信功能或者將控制方式改變?yōu)閯討B(tài)控制等方法，在提高電源效率、縮小產(chǎn)品尺寸以及縮短開發(fā)時間等方面發(fā)揮了效果。長期以來一直是DSP課題的高成本問題，也隨著價格與通用微控制器一樣的低價產(chǎn)品問世而逐漸得到解決。

　　電源的數(shù)字控制有助于實現(xiàn)AC-DC電源和DC-DC轉(zhuǎn)換器等的小型化及高效率化，大約5年前開始受到關(guān)注。這種“數(shù)字電源”的應用范圍在最近一年來悄然擴大。

　　以前，數(shù)字電源只是導入于無停電電源裝置(UPS)、通信產(chǎn)品、服務器以及太陽能電池用功率調(diào)節(jié)器等基礎(chǔ)設施的部分產(chǎn)品中。但最近，LED照明器具、汽車、產(chǎn)業(yè)設備乃至部分消費類產(chǎn)品也開始采用數(shù)字電源。

　　低價位DSP的亮相成為契機

　　數(shù)字電源的應用范圍能夠擴大的最主要原因是，單價只有100多日元～數(shù)百日元的電源控制IC出現(xiàn)了用于數(shù)字電源的產(chǎn)品。數(shù)字電源控制IC的成本下降到了可與不足100日元的模擬電源控制IC相匹敵的程度。美國微芯科技(Microchip Technology)、美國德州儀器(TI)以及新日本無線等半導體廠商從2008年前后相繼推出了數(shù)字電源專用的低價位控制IC。近來，大部分數(shù)字電源產(chǎn)品采用的都是這些企業(yè)的IC。 圖1：數(shù)字控制電源的應用領(lǐng)域

　　在輸出功率為100W以上、開關(guān)頻率為1MHz以下的領(lǐng)域，采用DSP微控制器的數(shù)字控制電源開始普及。

　　以前，構(gòu)成數(shù)字電源需要采用單價高達1000～數(shù)千日元的高性能DSP作為控制IC使用。這些IC的工作頻率為100MHz以上，耗電量僅DSP就將近1W，用于通常的開關(guān)電源的控制則指標過剩。這是采用DSP的數(shù)字電源只在UPS等超過1kW的大型裝置上才使用的主要原因。

　　不過，應部分先進電源廠商的要求，微芯科技和TI推出了配備數(shù)字電源所需功能，與通用微控制器價格一樣便宜的DSP，也即“DSP微控制器”*。通過將1000日元以上的DSP成本大幅降到數(shù)百日元以下，基本解決了數(shù)字電源的最大瓶頸——控制IC成本高的問題。 圖2：導入數(shù)字電源的好處

　　在電源的性能、開發(fā)以及運用等領(lǐng)域有很多好處，例如，縮小產(chǎn)品尺寸、削減部件數(shù)量以及通過導入高度控制提高效率等。

　　電源實現(xiàn)“智能化”

　　導入數(shù)字控制后，與目前的普通模擬控制電源相比，尺寸可縮小30%左右、部件數(shù)量削減20%左右、效率提高2～5%(圖2)，開關(guān)電源的基本性能得以提高。由于數(shù)字電源用控制IC的價格已經(jīng)能夠讓人接受，所以今后應用范圍有可能擴大到AC-DC電源、絕緣型DC-DC轉(zhuǎn)換器以及非絕緣型DC-DC轉(zhuǎn)換器等廣泛領(lǐng)域的開關(guān)電源中。“每年都說數(shù)字電源‘今年會普及’，2010年才真正采用的產(chǎn)品多起來了”(日本TI營業(yè)技術(shù)本部、市場及應用技術(shù)統(tǒng)括部設計服務經(jīng)理財津俊行)。

　　據(jù)美國功率電子產(chǎn)品相關(guān)調(diào)查公司Darnell Group預測，2014年數(shù)字電源IC供貨量將擴大至目前2.5倍的123億個，按供貨金額換算將保持年均近30%的增長率。另外，可優(yōu)化家庭內(nèi)部能源利用效率的智能住宅(Smart House)等受到關(guān)注，也將加速數(shù)字電源的普及。通過在此前一直是模擬技術(shù)一統(tǒng)天下的電源上安裝軟件和通信功能，可以根據(jù)用途的不同實現(xiàn)“智能化”的數(shù)字電源所具有的巨大可能性。