數字電源尺寸和成本概述

shuzidianyuanliyonghunhexinhaochulikaifadefazhanyanjin。hunhexinhaochulitongshimanzuleshuzidianluyumonidianludexuyao。shuzidianludefanweihenguang，qizhongbaokuoweichuliqi、狀態機以及通信外設和簡單邏輯電路。存儲器也包含在這個部分中。模擬電路可以包括運算放大器和比較器、模數轉換器（ADC）、數模轉換器（DAC）脈寬調製器（PWM）fashengqihejizhun，yijigengduoqitaqijian。duizheyichulijishudechongfenliyongnengrangzhexieqijianyouhuamoniyushuzidianludefenpei，tongshiyoujiangzhexieqijianjichengzaiyigexinpianshang。tongguojianshaowuliaoqingdan（BOM）chengbenheqijianshuliangkeyijiangdixitongchengben，bingqieyouyuxitongzhongsuobaohandehulianzujianjianshao
，xitonghuigengjiakekao。youyuyigekongzhiqiyoukenengfuwuyuhenduojiejuefangan，zhizaoshangxuyaogenzonghechubeidezuixiaokucundanwei（SKU）更少。

舉個例子，集成一個多用途微控製器（MCU）既能夠執行一定範圍的電源相關功能，能夠免除了對於其它獨立控製芯片的需要。可以為集成型MCU設定許多電源管理特性，諸如過壓
、欠壓、過流條件和其它功能。根據數字MCU處理能力的不同，數字電源器件可被設定為包含多種電源轉換特性
，諸如簡單到複雜拓撲支持、自適應環路補償、針對峰值電流模式控製的斜坡補償、均流以及溫度補償。另外一個例子就是提供功率因數校正（PFC）
，yucitongshizhixingdianziyibiaojilianggongneng。tongguotigongduozhongshuzidianyuanqijian
，shejirenyuannenggouweiyingyongxuanzezuishihedegongneng，erwuxudanxinqitawuyongdegongnengzaochengdefudan。

電源拓撲靈活性

數字技術所固有的靈活性，使得特有集成數字MCUhuokepeizhizhuangtaijideshuzidianyuanqijiankechengweiyigezhichisuoyouzhuyaochuantongdianyuantuopudepingtai，zhegepingtaiyezhichirenheyoukenengchuxiandequanxinqiegengjiajingmidetuopu。suozhichituopujiangbaokuoxiangyiquanqiao、多相交錯PFC、無橋PFC
、共振LLC
、雙向DC/DC、雙向DC/AC和PFC、三相逆變器、最大功率點跟蹤（MPPT）DC/DC和其它拓撲。由於這一靈活性和集成外設，通過使用高分辨率相位、頻率和占空比控製算法，數字電源器件能夠提供精確波形控製。

效率

高級控製算法使得數字電源器件能夠提高電源和係統的功效，從而減少了電源和主機係統的能耗。這對數據中心、hailiangcunchuxitongdenghenduoyingyongdeyunxingchengbendouyouxianzhudeyingxiang。zishiyingshuzikongzhinenggoushixiankuaisutiaojie，yigaibianxianluhefuzaiqingkuang，congeryouhuadianyuanhexitongxiaolv。liru，duiyugenggaoxiaodedianlichuanshu，keyishishigaibiangonglvjidekongzhifangfa，huozheduidianyuanzhuanhuanjinxingtiaojie，yijianshaoqizaiqingfuzaihuowufuzaitiaojianxiadegonghao。

可靠性和安全性

shuzidianyuanqijiannenggouqingsongshixianyuxitongzhongqitashuzihemonizujiandejiaohu，zheyiweitamennenggoutongguozhixingxitongjijianshiheguzhangxiangyinglaiyouxiaoditigaozhujixitongdekekaoxingheanquanxing。shijishang，shuzikongzhiqidekebianchengshuxingshidetamennenggouzhichiduozhongzongxian（諸如PMBus
、I2C、SCI、SPI
、CAN和其它類型的總線）上shang的de多duo協xie議yi通tong信xin，這zhe樣yang的de話hua，係xi統tong能neng夠gou輕qing鬆song地di與yu電dian源yuan子zi係xi統tong通tong信xin。通tong過guo監jian視shi和he記ji錄lu整zheng個ge係xi統tong中zhong的de數shu據ju，數shu字zi電dian源yuan技ji術shu有you助zhu於yu係xi統tong診zhen斷duan
，提ti供gong早zao期qi故gu障zhang和he錯cuo誤wu報bao警jing，係xi統tong也ye就jiu能neng夠gou采cai取qu適shi當dang的de應ying對dui操cao作zuo。

寬帶隙（WBG）兼容性

與其等到那些能夠滿足WBG器qi件jian新xin功gong能neng的de全quan新xin模mo擬ni控kong製zhi器qi被bei開kai發fa出chu來lai，還hai不bu如ru現xian在zai就jiu使shi用yong某mou些xie數shu字zi電dian源yuan解jie決jue方fang案an。在zai提ti供gong極ji高gao分fen辨bian率lv定ding時shi控kong製zhi的de同tong時shi

，兼jian有you數shu字zi電dian源yuan對dui所suo有you電dian源yuan拓tuo撲pu的de支zhi持chi能neng力li，諸zhu如ru氮dan化hua镓jia（GaN）的全新器件可被用於具有較高開關頻率、較低開關損耗、更大功率密度和零反向恢複的高級拓撲中。

TI的數字電源創新

德州儀器（TI）deshuzidianyuanjishuchanpinzuheshimuqianyeneizuiquanmiandechanpinku。suiranqitagongyingshangyexunengweicixingyedeyigehuoshugexifenshichangtigongzhuanyedeshuzidianyuanjiejuefangan，TI寬泛的數字電源創新組合卻可以滿足任何可能的設計需求。

總的說來，數字電源技術在許多應用中都適用，從相對簡單的功能到最複雜的電源管理任務。數字電源市場通常被細分為4個不同的器件類型，每一類器件均有其自身的優勢和解決方案。這些器件為：數字電源控製器；具有數字接口的模擬電源穩壓器
；數字電源排序器；數字熱插拔控製器。接下來將解釋每個產品類別，並談一談TI數字電源產品庫中的一些器件。

數字電源控製器

數字電源控製器調節不同類型電源的輸出，從AC/DC到DC/AC電源

、隔離式DC/DC、負載點（POL）穩壓器、功率調節器和濾波器，以及其它器件。由於它們所具有的集成MCUhedianyuanzhuanyongwaishe
，shuzidianyuankongzhiqijuyoutongshizhixinghuanlubuchangheguanlifankuihuanlusuoxudejisuannengli，yibaochizhengquedeshuchuwenyahuotiaojie
，yijizhixingqitaxitongjijianshihewenyarenwudenengli。zhexieqijianpeibeiyouzhenduidianyuanguanliyingyongjinxingyouhuadewaishe。

TI的數字電源控製器有一些行業內獨一無二的功能。例如，它們的高頻和高分辨率運行使得它們與GaN技術兼容，從而提供高開關速度和低功率損耗。此外，TI所(suo)有(you)的(de)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)器(qi)特(te)有(you)出(chu)色(se)的(de)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)和(he)動(dong)態(tai)性(xing)能(neng)。這(zhe)些(xie)功(gong)能(neng)由(you)不(bu)同(tong)的(de)技(ji)術(shu)實(shi)現(xian)。在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)
，數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)器(qi)針(zhen)對(dui)極(ji)快(kuai)速(su)中(zhong)斷(duan)而(er)設(she)計(ji)
，這(zhe)就(jiu)減(jian)少(shao)了(le)控(kong)製(zhi)環(huan)路(lu)采(cai)樣(yang)與(yu)響(xiang)應(ying)計(ji)算(suan)之(zhi)間(jian)的(de)延(yan)遲(chi)。在(zai)其(qi)它(ta)情(qing)況(kuang)下(xia)

，使(shi)用(yong)集(ji)成(cheng)有(you)專(zhuan)用(yong)ADChejisuanyinqingdewaishelaitigongzhenduikongzhihuanludekuaisuxiangying。tongchangqingkuangxia，zhexiekuaisuxiangyingnenglishidekongzhiqinenggoujianshaogonglvjizujianjiandechayisuodailaideyingxiang。

集成在TI數字電源控製器中的MCU可編程性使得它們完全可配置並且能夠控製複雜拓撲，以及諸如雙向、多相重排序和相位校正、自適應死區時間控製以及其它運行模式。此外，通過配置這些控製器能在包括PMBus在內的多種總線上支持係統級監視
、儀表計量和通信。這可實現諸如在線診斷和報告、現(xian)場(chang)功(gong)耗(hao)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)等(deng)精(jing)密(mi)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)過(guo)程(cheng)
，以(yi)優(you)化(hua)設(she)計(ji)，並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)數(shu)字(zi)接(jie)口(kou)把(ba)新(xin)參(can)數(shu)寫(xie)入(ru)控(kong)製(zhi)器(qi)。正(zheng)因(yin)如(ru)此(ci)，可(ke)采(cai)用(yong)多(duo)種(zhong)拓(tuo)撲(pu)來(lai)監(jian)視(shi)控(kong)製(zhi)環(huan)路(lu)。實(shi)際(ji)上(shang)，通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)數(shu)字(zi)補(bu)償(chang)，可(ke)以(yi)完(wan)全(quan)避(bi)免(mian)執(zhi)行(xing)具(ju)有(you)外(wai)部(bu)組(zu)件(jian)的(de)控(kong)製(zhi)環(huan)路(lu)。控(kong)製(zhi)器(qi)所(suo)執(zhi)行(xing)的(de)監(jian)視(shi)和(he)數(shu)據(ju)記(ji)錄(lu)也(ye)可(ke)形(xing)成(cheng)早(zao)期(qi)故(gu)障(zhang)報(bao)警(jing)的(de)基(ji)礎(chu)，這(zhe)也(ye)反(fan)過(guo)來(lai)使(shi)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)采(cai)取(qu)措(cuo)施(shi)來(lai)減(jian)少(shao)這(zhe)些(xie)故(gu)障(zhang)的(de)影(ying)響(xiang)。

C2000TM微控製器

設計靈活性與開發的簡便性使得TIC2000MCU成為廣泛應用中眾多電源係統設計的核心部件。借助於高級C語言的完全可編程性以及可輕易更改的配置變量，C2000MCUyijingxianxianchuqiqiangdagongneng，tamenkeyizuchenghenduopingtaijiagoudejichu
，keyihenfangbiandijiangzhexiejiagoutiaozhengweimanzutedingdeshejixuyao
，qizhongyebaokuozuigaojidedianyuantuopu。gaodukepeizhidePWM和ADC組合使得C2000MCU能夠支持最精密的電源控製功能。C語言中提供的模塊化軟件庫加快了係統級應用的直觀開發。TI的C2000實時C28x處理內核具有高達200MHz的處理能力
，以支持最精密的電源係統。除了其主要的處理內核，C2000MCU還特有基於RISC的控製律加速器（CLA）實時協處理器
，它的速度處理能力也高達200MHz。這兩個完全不同的處理資源可實現處理負載的有效劃分，CLAnenggouchengdankongzhihuanluchuliheqitashishirenwu，jianqingzhuneihechulizhexierenwudefudan
，congerzhuhekeyizhuanmenjinxingtongxinxieyichulihuoewaidekongzhihuanlukongzhideneiwuchulirenwu。zheyangzhenggedianyuanxitongjiuhuigengjiayouxiao，xiangyingsudugengkuai。liyongduoda12對高速
、高分辨率PWM（分辨率額定值150ps）等眾多資源，C2000MCU能夠驅動高開關頻率以及大量相位或電源軌，同時又減小了設計尺寸。集成高速ADC的處理速度高達4MSPS，分辨率高達16位。C2000MCU還支持最常見的實時通信協議
，其中包括I2C
、SCI、SPI
、CAN和PMBus。

通過將精密控製架構所需的全部資源集成到一個輕鬆可編程、可配置器件內，C2000MCU在減小尺寸和降低成本的同時，也降低了係統其餘部分的硬件複雜度。與多個PWM事件同步的高分辨率ADC和DAC可(ke)實(shi)現(xian)廣(guang)泛(fan)的(de)控(kong)製(zhi)
，包(bao)括(kuo)斜(xie)坡(po)補(bu)償(chang)電(dian)路(lu)在(zai)內(nei)的(de)片(pian)上(shang)功(gong)能(neng)性(xing)支(zhi)持(chi)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)模(mo)式(shi)和(he)其(qi)它(ta)精(jing)密(mi)控(kong)製(zhi)機(ji)製(zhi)。諸(zhu)如(ru)比(bi)較(jiao)器(qi)和(he)來(lai)自(zi)多(duo)個(ge)來(lai)源(yuan)的(de)觸(chu)發(fa)區(qu)輸(shu)入(ru)的(de)數(shu)個(ge)集(ji)成(cheng)資(zi)源(yuan)可(ke)實(shi)現(xian)對(dui)功(gong)率(lv)級(ji)的(de)多(duo)種(zhong)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)
，其(qi)中(zhong)包(bao)括(kuo)過(guo)壓(ya)、欠壓和過流保護。多個片上時鍾提供的冗餘功能可通過時鍾源的備份來提高電源係統的可靠性。實際上，C2000MCU特有一個3時鍾保護係統配置
，其中的一個時鍾在另一個時鍾發生故障時自動切換至備用時鍾。

開發工具

開發人員將C2000MCUyingyongdaoshuzidianyuanxitongdeshejizhizhong，congernenggouchongfenliyongdaliangderuanjianyuyingjian，jianhualekaifaliucheng，naxiebushenlejieshuzidianyuanzujiandegongchengshimenyenenggouhenkuaishangshou。。tongguochongfenliyongTI的powerSUITETM圖形軟件工具（controlSUITETM軟件包的一部分），設計人員能夠快速升級和完成一個開發項目。借助經完全測試軟件模塊（針對諸如PFC、AC/DC整流、隔離式DC/DC
、DC/DC降壓轉換器和DC/AC變換器應用）的TI數字電源庫，設計人員能夠快速采用其中一個powerSUITE應用專用軟件模塊來滿足他們係統的特定需要。不用再從頭為全新係統編寫代碼。powerSUITE軟件頻率響應分析器（SFRA）使設計的頻率響應分析自動化
，而powerSUITE補償設計工具可實現不同類型比較器的開發，以優化閉環性能。此外
，TI的CodeComposerStudioTM集成開發環境（IDE）支持任何所需的其它軟件開發。

一款應用專用評估模塊（EVM）主機和開發板也加速了原型機設計和實驗過程。這些創新性EVM的一個有趣示例就是數字電源BoosterPack，C2000PiccoloTMF28069LaunchPad開發套件的插入式子板。圖1中顯示的BoosterPack包括一個數字降壓轉換器和工具，這些工具引入了數字電源控製概念
，並且簡化了數字電源控製子係統的實際設計。

應用

由C2000MCU控製的電源係統為很多最複雜的電源應用提供靈活性
、處理能力和片上資源。這些應用包括針對太陽能應用的微型逆變器


、串式逆變器和集中式逆變器，用於智能電網的電力線通信調製解調器
，針對電動和混合動力車輛充電係統的汽車應用

，發光二極管（LED）照明，功率調節器，有源電力濾波器
，UPS
，數字發電機以及很多其它器件。

用例分析

服務器係統提供了大量的示例，表明了C2000MCU的強大功能是如何提高應用的效率和有效性。通過集成在服務器的機架內，基於C2000MCU的電力係統能夠在控製機架內所有服務器電力分配的同時，密切監視和報告這個機架內每個刀片式服務的運行狀態。通過使用C2000MCU，可以改進整個服務器電源接通時間和效率。

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