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数字电源引发的设计变革

2011-01-10 17:14
小伊琳
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  数字电源是当今的热门话题。采用数字技术的电源使功率转换和电源控制发生快速改变。即便数字电源炙手可热,工程师对数字电源的接受速度看起来还是很慢。摆在数字电源面前的两个最大障碍是可见成本和知识产权(专利侵权)。当然,成本对非常简单的电源设计的确是个问题。但在需要电源管理、故障管理、遥测的更复杂设计中,由于大多数产品的集成度都比较高,数字电源在成本上是有优势的。诸如Intersil Zilker Labs的ZL2008(图1)的新产品的上市,为解决知识产权难题提供了灵活的处理原则,知识产权、授权交易都已经得到解决。一旦排除这些障碍,数字电源将成为功率转换的发展方向。

  

  本文将解答“为什么应该改用数字电源” 这个问题“。要回答这个问题,首先来看看两个相关的问题:为什么要全面改变?为什么要从模拟技术改用其他技术?

  为什么要全面改变?

  对这个问题的简短回答是,确实没有其他选择。技术在不断进步,因此功率转换的需求也在变化。伴随这些变化而来的是政府法规的变化及经济因素的变化。

  从电源的角度看,负载正在发生变化。半导体技术演进的方向是工艺尺度越来越小,这推动着负载发生改变。以前的微处理器和ASIC需要几伏电压,现在则需要不到1伏电压。这意味着,电源的驱动阻抗必须比以前的电源低得多。新出现的应用产生了新的负载类型(如高亮度LED)。电路板变得更加拥挤,因此元器件的集成度也在提高。功率转换对电源提出的要求远不是满足静态要求那么简单。事实上,需求的变化正在加速。为满足技术变化的要求,电源工程师要跳出条条框框,寻找能够满足今天和未来设计挑战的解决方案。

  政府的法规也不是一成不变的。从限制使用有害物质,到对电源质量的要求,再到对效率的要求,法规因素使我们的设计超出了简单的功率转换的范畴,而是必须进行更全面的考虑。设计的变化必须跟上法规的需求变化。此外,在经济全球化的时代,不但是当地法规,客户所在的国家也会制定电源方面的相关法规。

  最后,经济因素导致的压力页越来越大,这要求工程师设计出创新的产品,为客户提供更多价值。这不仅要求产品的价格便宜,而且还关心为实现一定性能所付出的成本。一辆自行车可能比一辆汽车便宜得,但如果你需要在两个小时内从北京赶到天津,无论自行车多么便宜,自行车都不可能满足这个要求。你需要更多先进的技术。定价竞争的压力、燃料成本、人工成本和质保成本只是推动电源设计发生变化的经济因素当中的几个。

  经济因素迫使企业雇佣更少的电源工程师。因此,以前需要好几个工程师和近一年时间完成的设计,现在必须用一个兼职工程师在几个月内完成。

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