數字控制在電源應用中的特性和優勢

圖1和圖2僅從較高層次展示了兩者的主要差別；然而，在進行對比時所有支持電路也需包括在內。圖3 所示為每個模擬級中的支持電路，而圖4 則為數字系統中的支持電路。注意模擬控制器所需要的額外連接（在圖3 和圖4 中用箭頭標出）。

圖 3: 模擬級電路

圖 4: 數字級電路

　　除了主要的組件，還需將支持電路成本、布線復雜程度、以及模擬數字電源PCB 板尺寸這些因素考慮在內。

　　表1 將300W 模擬電源與數字電源的物料清單進行了比較，著重說明了前面所述的差別。比較中所用到的價位是直接從廠家的網站上獲得的。

表 1： 300W 模擬與數字電源物料價格比較

　　表1 中所列出的物料清單比較清楚地說明了數字電源與模擬電源方案相比所節約的成本。

　　有些人可能會認為數字電源需要使用專用的MOSFET柵極驅動器，而模擬解決方案則可提供片上柵極驅動器。不過，這一點僅適用于低功率模擬設計，對于大多數高功率模擬設計來說，仍然需要使用外部柵極驅動器。

　　無論在PFC 級中使用或者未使用外部MOSFET 柵極驅動器，表1 中列出了不同模擬電源的所有BOM 成本。

　　顯而易見，數字電源在總BOM成本方面具有顯著優勢。

　　數字電源還有許多其他潛在的低成本優勢。例如，采用數字化控制方案的另一個優點就是減少元件數量。這可以使布線更簡單，PCB 板的尺寸更小，進而減少了PCB板的加工和組裝成本，同時提高了產品質量和可靠性。

　　這些額外的成本節省更強調了選擇電源數字化控制方案的好處。

　　高級特性

　　效率優化

　　對于任何電源設計人員，兩個最重要的考量方面就是總成本和系統性能。與模擬電源相比，數字電源的成本優勢在之前的章節中已經進行了分析，我們現在將針對數字電源具有更高效率這一優點進行探討。

　　任何電源設計都是按照其可能的最大效率來實現的。近年來，隨著半導體技術的發展及新拓撲結構的出現，電源效率達到了更高的水平。之前已經提到，在某些運行條件下（半載或者較高的線電壓情況時），效率的確或多或少實現了最大化。

　　數字電源增強了系統的通用性，可對多個運行點的效率進行優化。

　　對于PFC升壓轉換器，輕載時可通過降低轉換器開關頻率來減小開關損耗。由于是輕載，磁場仍可以應對較低的開關頻率。如果實現的是一個交錯式PFC 轉換器，輕載時可以通過關斷其中一相來進一步減小功耗。

　　類似地，對于一個相移式全橋變換器，可以在輕載時關斷同步MOSFET,而使用內部集成續流二極管，這樣可消除額外的開關損耗。

　　另一個實例是降壓轉換器應用。對于高電流輸出的場合，同步降壓轉換器通常是首選。但是，使用同步MOSFET會在輕載時引起環流，這反過來會引起更高的損耗。因此，當轉換器運行在不連續電流模式時，降壓轉換器的同步/ 續流MOSFET 就會被禁止。

　　上述介紹的技術可通過選擇先進的拓撲結構（如諧振和準諧振轉換器）來提高效率。數字控制完全支持這些先進的拓撲結構，包括相移全橋和LLC 諧振轉換器，從而獲得高效率和高功率密度。總之，數字控制提供很多選擇，可在整個運行范圍內對電源效率進行優化。