电源管理一直是系统架构师和电源设计者的重点关注领域之一。从技术角度来看，数字电源在可控因素较多、实时反应速度更快、需要多个模拟系统电源管理的、复杂的高性能系统应用中，相比模拟电源具有优势，并且能够消除由离散元件引起的不稳定和电磁干扰等优点。从市场角度来看，数字电源更具灵活性，减少分立元件的数量、降低整体占位面积、提高功率密度和监控能力，从而降低总体材料生产成本，帮助加快许多产品的上市速度。
德州仪器工业类隔离电源市场经理吴万邦 |
因此，数字电源在高精度电源中的应用越来越广泛，成为现代电源技术发展的一个重要方向。IHS公司旗下的IMS Research 报告曾预计，2017年全球数字电源市场营业收入将增至124亿美元，数字电源IC市场也会急剧增长到26亿美元。
服务器现在是数字电源的最大单一市场，Facebook、Google等服务器、数据中心非常耗电，对电源效率、集成度和整体性能的要求越来越高。LED照明解决方案的使用也在不断的增长，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、家用电器、智能手机、电动汽车等领域对数字电源的需求也成爆炸式增长。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。
不同的应用适用不同的拓扑结构设计
近日，美国德州仪器公司（TI）推出了一套数字电源IC产品组合，据称是业内首款具有智能数字控制和独一无二的体二极管感测功能的数字电源管理芯片组。该公司工业类隔离电源（AC/DC, DC/DC, 新能源）市场经理吴万邦介绍说，此次推出的数字电源管理芯片组包含UCD3138A数字控制器和 UCD7138低侧栅极驱动器，广泛适用于通讯电源、服务器电源、游戏机电源、PC电源以及各种工业类电源。测试数据也表明，UCD3138A与UCD7138组成的电源芯片组比UCD3138A控制器单独使用在电路中会提升将近2%的效率。
“现在市场上每个供电电源都希望尽可能的节省成本，如果供电电源很消耗电源的话，其背后数据中心的消耗和费用就会更大。而在降低功耗方面，80 PLUS电源比普通电源有着更高的转换效率，而TI此次推出的电源芯片组则有助于实现业界最高标准的80 PLUS钛金牌认证。”吴万邦强调说。
80PLUS认证目前分为白牌、铜牌、银牌、金牌、白金牌和最高端的钛金牌，电源产品对于电源80PLUS认证非常看重。钛金牌认证要求很高，它要求10%负载、20%负载、50%负载、100%满载时，转换效率分别达到90%、92%、94%和90%的高标准，钛金牌的严苛要求对于电源制造商来说又是一个挑战。TI芯片组可优化下一代AC/DC电源中的次级侧同步整流，极大的改善了系统效率，与其他数字电源解决方案相比，可将同步整流 MOSFET电压应力锐减一半，能够帮助电源厂商应对钛金牌认证。
吴万邦表示，UCD3138A为高集成度且可定制的数字电源管理控制器，其3x3mm的小型封装中整合了强大的32位ARM7处理器、多个可编程硬件控制环路、高速高精度数据转换器以及两个通用异步收发器（UART）+PMBus接口，可为服务器、电信整流器以及大功率的DC-DC模块中包括LLC在内的所有电源拓扑提供电源密度和高可靠性。
他还进一步表示，与其他数字电源解决方案相比，该芯片组在同步整流器内对死区时间的精准控制可最大限度地减少功率损失，同时降低MOSFET故障的风险。死区控制在很多的脉冲信号控制芯片中都得到应用，该芯片组在快速数字控制算法中采用体二极管电压信息来动态地优化死区时间，并可以补偿功率级组件变化，消除传统 MOSFET VDS ON 感测器件的信噪比难题，从而无需在批量生产中进行校准或筛选，提高了效率和可靠性。
本文来自《国际电子商情》7月刊杂志，版权所有，谢绝转载
责编：Quentin
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