选择合适的数字电源，获取最高的电源效率

人们对电源感到兴奋的情况并不常见。毕竟，你看不到人们展示最新的电源转换技术的广告，就像你为最新的智能手机或平板电脑所做的那样。但是对于我们这些使用 推动一切 数字化(实际上是一切电子化)的技术的人来说，一些有趣的趋势确实非常令人兴奋。

二十多年来，数字控制一直在电源领域掀起波澜。在它开始时，来自电源行业的人们提出了诸如“数字控制电源有什么模拟电源不能做的事情?”之类的问题。尽管可能仍有一些人对此感到疑惑，但事实是船已经航行了。有许多创新公司使用数字电源来提高效率、现场可升级性、故障诊断等。为此，预计未来几年数字电源的采用将在许多重要市场中通过模拟控制。为了让它有效地做到这一点，我从根本上相信我们将需要一种不同类型 的数字控制器来做好准备。

好的，那我的意思是什么?从本质上讲，在过去十年中，我们看到了对更高效率的巨大推动。商用电源在这方面取得了惊人的进步。但是，我认为下一个大趋势将是小型化。我们永远不会看到展示最新数字电源技术的跑道模型，但如果电源变得不可见，请退后一步，看看人们有多兴奋。现在隐形是一项艰巨的任务;我上次检查时，该技术尚不可用。J 但是我们可以做一些事情来降低技术的侵入性。

从根本上说，我们需要提高开关频率。在这一点上，你们中的大多数人可能会说，“Duh!” 虽然从某种意义上说这是显而易见的，但值得注意的是，许多事情正在共同创造一场完美的风暴，以将这一要求带到现在的中心舞台。例如，效率高达 97% 的 AC-DC 电源已经上市，具有更高开关频率和更低损耗的新的成本效益高的开关技术(即氮化镓 [GaN])，现在工艺技术的进步使集成磁性到难以想象的小尺寸。为了跟上这些趋势，我们需要一种新型的数字控制器。我们需要一个具有强大动力的数字控制器，不仅要跟上这些进步的步伐，还要真正加速它们。

不难看出传统的微处理器在这方面会遇到什么问题。电气和电子工程师协会 (IEEE) 出版物提供了一个直截了当的分析，表明 60MHz 处理器在计算资源方面面临挑战，要在 200kHz 开关频率电源上实现 20kHz 带宽!如果我们努力跟上 200kHz，如果开关频率为 2MHz 甚至 20MHz，我们将需要一种革命性的新架构。

TI 的 UCD 系列数字控制器，例如屡获殊荣的UCD3138 数字电源控制器，具有行业所需的精确配方。

UCD3138系列是一款德州仪器(TI)数字电源控制器，此控制器在一个单芯片解决方案内提供高集成度和出色性能。相对于德州仪器(TI)的UCD3138x数字电源控制器，UCD3138x中的UCD3138A64可提供64kB程序闪存存储器(UCD3138128可提供128KB程序闪存存储器)，以及SPI和另一个I2C端口等其他通信选件。利用多个32kB组内的程序闪存存储器，设计人员能够在器件中实施固件的双镜像(例如，一个主镜像+一个备用镜像)，并能够选择使用适当算法从任一组中执行。它还为处理器创造了独一无二的机会来载入一个新程序并随后执行该程序，而不会中断电力输送。该特性使得最终用户能够现场为电源添加新 特性， 同时消除了载入新程序所需的任何停机时间。

这些控制器没有将实时控制和保护的负担放在高端微控制器 (MCU) 上，而是引入了能够关闭 2MHz 控制环路的特定应用状态机，而 MCU 不需要任何处理时间. 该控制器还有一个故障管理系统 ，可以在超过 100ns 的时间内采取行动，在没有任何处理器干预的情况下停止故障的传播。这使得处理器可用于高带宽通信或其他处理密集型的内务管理任务。

与故障管理系统相配合，这些状态机基本上创造了行业在这场 完美风暴中蓬勃发展所需要的东西：一个具有大量处理能力的数字控制器，战略性地放置在最需要的地方。