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数字高性能负载应用的智能全集成数字电源解决方案

来源:https://www.cirmall.com/articles/34397 | 作者:电路城 | 发布时间: 758天前 | 4379 次浏览 | 分享到:
数字高性能负载应用的智能全集成数字电源解决方案
来源:cirmall 电路城


图2 降低输出电容的数量简化电源设计尺寸和成本

数字电源的发展趋势

  10多年前,当数字电源产品第一次出现时,大多数的电源设计工程师都对利用DSP的数字电源控制器代替模拟的PWM控制器的概念持怀疑态度,因为人们容易将数字电源和软件故障或者是因为系统死机引起的电源爆炸事故联系在一起。在包含了数字通信和控制复杂的功率系统所必需的全部功能性产品面世之前,这些基本概念是通过高成本的DSP或者性能有限的FPGA得到验证的。虽然数字电源技术已被证实具有提高功率系统性能的能力,但业界还不能接受利用数字技术处理原来一直通过模拟方式完成的工作。在过去的几年间,数字电源技术取得了巨大进步,市场分析人士以及投资者对其未来增长潜力非常乐观。

  首先,我们要了解一下当前数字电源市场有哪些不同的解决方案,先了解清楚数字电源究竟意味着什么是很重要的。功率系统监视、监测、故障检测和数据记录是“数字电源管理”的一个重要方面,其可以通过价廉的微控制器、FPGA或者PLD实现,而时基要求比较低。不过,数字电源更具有挑战性的例子是“数字控制电源”,其中有一个或多个电源控制环路,以高速模数转换器(ADC)和微控制器、状态机或DSP控制算法为基础。

  根据半导体市场研究机构IMS估计,全球数字功率半导体市场将从2012年的27亿美元增长到2017年的124亿美元。服务器现在是数字电源的最大单一市场,预计2013年占到整体营业收入的33%。2012-2017年该领域的复合年度增长率将达44.8%。增长最快的数字电源应用领域将是照明,预计2012至2017年,该领域的复合年度增长率将达146%。其中来自LED照明解决方案的使用不断增长,尤其是需要满足切相调光解决方案适合采用数字电源控制来实现对不同相位调光器的兼容性。同时,笔记本与平板电脑中的PFC数字电源的复合年度增长将分别达99%和82%。主要家用电器中数字电源将增长76%,手机中数字电源将增长52%。从中可以看出,未来几年内数字电源的营收增长势头将远远超过模拟电源。

  迄今为止市场上出现的专用数字控制器中,大多数是隔离DC/DC和AC/DC功率因数校正(PFC),它们之所以在市场上获得更多认可的原因,主要是在于最近几年市场上蓬勃发展的智能手机/平板快速充电的需求日益提高,和更加节能绿色的LED照明替换传统照明的大势所趋。此外,市场上对非隔离DC/DC功率转换(例如电压调节模块(VRM)和POL转换器)的数字化需求也日益增加。

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