還為用哪種電源發愁嗎？數字電源價值與優勢探討

圖5：根據負載運行狀況實時對電源軌電壓進行調整3.數字電源應用對系統長期可靠性的幫助

幾乎所有的ZL系列數字電源都帶有自動補償功能(Auto Compensation)，數字電源的自動補償功能用來幫助設計工程師對電源設計中復雜的反饋環路進行設計的輔助工具。

但是使用自動補償還可以實現其他一些有用的功能，例如幫助提高系統的長期可靠性。

ZL系列數字電源中數字補償回路的參數包括以下三個參數：Gc,Fn和Q，其中Gc為增益，這個值用來補償功率通路直流增益的不足，增加低頻增益，以達到更加緊密的輸出電壓調節精度。Fn為自然頻率，用來補償系統中輸出濾波器件在諧振頻率處產生的雙極點，以保證電壓的設計更加穩定可靠。而Q值則是一個逼近電源本身輸出濾波器件品質因素的參數，當電源本身的品質因素發生變化的時候，補償的Q值就會隨之變化，以補償這部分的變化。而對于自動補償器件來說，這三個參數是可以根據電源的設計自動產生的，只要將自動補償功能啟動，就可以產生一套參數。

那么通過觀察系統補償值的變化，我們是否就可以了解系統中的各個分立器件參數的變化情況呢？帶著這個問題，進行了研究。下面以ZL8101為基礎設計的1V30A的數字電源的軌作為例子，對電源進行自動補償測試，比較在不同情況下得到的自動補償結果，得到如下表的參數：

表1:不同系統狀況下的自動補償參數

對比上面三組參數，很明顯，在輸出電容不同的情況下，補償參數中的Q值有明顯的變化。這個說明了什么呢?

對于Q值，前面說過，其和整個電源軌的品質因素有直接關系，它是補償電源軌功率通路品質因素的，當功率通路品質因素發生變化的時候，Q值當然也應該發生變化，只有這樣我們才能得到一個穩定的補償回路，系統才能夠可靠的工作，這結果即得到了不同情況下單自動補償參數值，也從側面反映了自動補償功能的可靠性。

而對于數字電源來說，一個電源軌中除了功率通路之外，就是數字控制器本身，外圍其他電路已經被減少到了基本沒有的地步，所以功率回路和數字控制器就是最主要的器件了，我們只要保證了這兩種器件的可靠性就可以保證整個電源軌的可靠性，從而保證整個系統的可靠性。而對于半導體器件，本身的可靠性非常高，失效率也極低，一旦設計完成，他的失效率就基本可以忽略不計;對于磁性元器件，由于其是物理結構，在整個生命周期中都比較穩定，在不受外界應力干擾的情況下，失效率同樣極低;只有一個器件是容易產生失效的，這個器件就是輸出級的大容量儲能電解電容，電解電容的失效率會隨著工作時間增加而增加。在使用模擬電源產品的時候，系統的可靠性是由第一次設計來保證，但是在設計的時候是不會考慮到電容失效這種情況的，設計出來的電源產品只能在保證電路主要器件完好情況下的可靠性，就是說如果輸出電容發生失效，或性狀發生變化的時候是不能保證電源正常工作可靠性的，而電容是否發生故障或者會什么時候發生故障，這個是沒有辦法知道的，所以模擬電源的長期可靠性也無從監控或者追蹤。但是通過這個實驗，使用數字電源的自動補償功能，首先我們能夠在輸出電容發生變化的時候，仍然保證系統的穩定性和可靠性。其次，當輸出電容發生變化后，我們可以通過自動補償功能檢測到這個變化，從而預先防止電源的進一步惡化，在整個系統出現較大問題之前我們就可以知道并且更換掉即將失效的器件，從而可以有效的阻止整個系統的崩潰。

使用數字電源的系統，我們能夠通過檢測系統在長期使用過程中的自動補償參數值的變化，進行統計學的對比，從中了解到系統中的某些元器件的老化程度，從而決定是否需要及時的進行系統維護和元器件更換。這即增強了系統的長期可靠性也為系統長期可靠性的評估提供了一個可行的辦法，并且所有的這些工作都只需要通過遠程訪問系統中的數字電源就可以實現，從而可以有效的降低系統后期的維護費用和成本，有非常重要的實際意義。

綜合上述得到的使用數字電源的優點，以及傳統來說使用數字電源得到的外圍分立元器件的減少和系統的更加智能化，數字電源應用的優勢就顯得異常突出了。業界還有什么理由來拒絕使用數字電源產品呢？