在21世纪的电源网中,数字控制成为了问题解决的关键,因为它提供了比模拟控制更好的性能、更大的灵活性,并且在复杂设计中更加易用。然而,以下六个方面是决定模拟电源被数字电源取代的主要因素:
(1)瞬态响应:控制机制对系统瞬态响应有着极其重要的影响。例如,与电流模式相比,磁滞模式在瞬态响应上存在显著差异。每种控制模式都有其优势和劣势。数字解决方案允许无缝地从一种模式转换到另一种,以提供最佳的瞬态响应,而模拟方案虽然能够提供出色的点方案,但很少能实现所设想的情况。
(2)调节精度:调节精度通常根据线电压、负载和温度来定义,因为这些条件中的任何一个都会影响调节精度。数字可以监控这些条件并采取适当措施,在整个工作条件范围内进行优化。
(3)稳定性:数字控制能够提供比模拟方案更好的补偿能力,更好地调用极点和零点,因此在稳定性的方面表现得要好很多。此外,补偿可以根据条件变化而变化,使系统能在宽广范围内实现最佳稳定性。而模拟补偿固定,不如数字可调或自适应。
(4)故障响应:数字电源提供了大量故障响应选项,每种故障都有独特的响应特性,可以根据用户需求进行调整。而模拟通常只有一个固定的故障反应方式,如断开/短路/过载,这些选择也受限于使用与否。此外,数字还能提供滤波器功能来降低虚假故障发生概率。
(5)效率:许多控制结果都会影响效率,如死区时间、开关频率、栅极驱动等级、二极管仿真、加相和缺相等。针对这些因素当前采用的是优化了整个工作条件范围内的算法。在某个工作点下,你可能会将模拟调整到高效水平,但是在所有工作点上,都只能由数字进行全面优化。
(6)可靠性:减少元件数量以及通过效率优化降低工作温度,是提高系统可靠性的两个途径。此外,灵活的故障反应能力及探测元器件参数微小变化能力,可大幅减少停机时间。大多数简单应用对于大多数简单设计来说,尽管有些情况下可能有点“大材小用”,但由于其灵活程度足以满足这类应用,其功能往往超出了实际需求,从而使得这种技术备受欢迎。此外,由于集成度较高且不需要额外附加电路,这项技术展示了更多关于重用和灵活性的潜力,从这一角度看,它远胜过传统方法。这一趋势表明,将继续推动未来电子设备向更加先进、高效和智能方向发展,其中不可忽视的一个关键因素就是升级为全新的21世纪标准——即基于现代数据处理原则建立起来的人工智能时代,同时也是我们不断追求卓越生活质量与环境友好型产品时不可或缺的一环。