在顯著提高數據中心和電信係統效率的過程中，模擬技術及其電路暴露出自身的缺點。

shuzidianyuanguanlihekongzhitigongshishizhineng，bianyuxitongkaifarenyuangoujiandianyuanxitongzidongshiyingyunxinghuanjingdebianhua，bingyouhuameizhongtedingyingyongchanghedexiaolv。zhinengshuzidianyuanIC可以自動補償負載和係統溫度的變化，利用自適應死區時間控製
、動態電壓調節、頻移、相數降低和電流不連續模式的切換來實現節能。

數shu字zi電dian源yuan給gei人ren造zao成cheng費fei用yong高gao的de感gan覺jiao一yi直zhi是shi其qi被bei快kuai速su接jie受shou的de一yi個ge障zhang礙ai，不bu過guo
，最zui新xin推tui出chu的de器qi件jian正zheng在zai迅xun速su消xiao除chu模mo擬ni與yu數shu字zi控kong製zhi之zhi間jian的de價jia格ge差cha異yi，例li如ruIntersil的ZL8800。數字電源效率和成本現在相當於，甚至優於模擬電源轉換解決方案，同時具有更先進的功能。

最重要的是，脈寬調製（PWM）
、環路控製和反饋采用數字化方式。模擬信號采用模數轉換器（ADC）轉換為數字信號
，信號經過數字轉換之後，微控製器
、數shu字zi信xin號hao處chu理li器qi或huo計ji算suan狀zhuang態tai機ji可ke以yi控kong製zhi數shu字zi脈mai寬kuan調tiao製zhi和he反fan饋kui回hui路lu。這zhe對dui於yu維wei持chi穩wen定ding性xing具ju有you重zhong要yao優you勢shi
，不bu存cun在zai模mo擬ni控kong製zhi經jing常chang出chu現xian的de響xiang應ying速su度du下xia降jiang問wen題ti。

雖然數字控製具有很多優點，但大量廠商並沒有充分利用這種技術所具有的優勢，許多情況下
，隻是核心模擬PWM技術采用數字形式。數字控製得以構建更加靈活的控製環路，利用多頻控製調整每種算法
，處理不同速度條件下發生的事件。

傳統數字PWMkongzhiqishiyongjunyuncaiyang。kongzhiqicaijishuchudianyawuchayangben，genjucaiyangjieguojisuanxiayikaiguanzhouqisuoxudezhankongbi。junyuncaiyangkongzhiqidebuzuzhichushi

，congwuchacaiyangdaoPWM控製器切換電源電路存在時延或群延。群延造成相位滯後，這種滯後隨頻率增加
，並限製最大閉環帶寬。

多頻控製可以提供穩定電源，而且幾乎可以立即對電壓的突然變化做出反應，即在一個PWM開(kai)關(guan)周(zhou)期(qi)內(nei)做(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)響(xiang)應(ying)。這(zhe)種(zhong)轉(zhuan)換(huan)架(jia)構(gou)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)能(neng)力(li)的(de)唯(wei)一(yi)方(fang)法(fa)是(shi)利(li)用(yong)變(bian)頻(pin)開(kai)關(guan)技(ji)術(shu)，在(zai)電(dian)壓(ya)迅(xun)速(su)變(bian)化(hua)時(shi)采(cai)用(yong)更(geng)高(gao)的(de)頻(pin)率(lv)采(cai)樣(yang)和(he)控(kong)製(zhi)。但(dan)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)對(dui)許(xu)多(duo)係(xi)統(tong)並(bing)不(bu)適(shi)用(yong)。現(xian)代(dai)電(dian)信(xin)設(she)備(bei)以(yi)及(ji)其(qi)他(ta)嚴(yan)格(ge)要(yao)求(qiu)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)的(de)應(ying)用(yong)需(xu)要(yao)在(zai)固(gu)定(ding)頻(pin)率(lv)下(xia)工(gong)作(zuo)，以(yi)保(bao)持(chi)嚴(yan)格(ge)控(kong)製(zhi)的(de)噪(zao)聲(sheng)頻(pin)譜(pu)。

lingyizhongfangfashicaiyongyuwuchadianyapianchachengxianxingguanxidebilizengyi。caiyongbilizengyidegudingpinlvkongzhikeyishixiandanzhouqifanying，dankuaisuxiangyinghuanluzengyihuidaozhibuwen。

Intersil開發的

、用於ZL8800雙通道/雙相DC/DC控製器的電荷模式（ChargeMode）技(ji)術(shu)采(cai)用(yong)均(jun)勻(yun)和(he)多(duo)頻(pin)采(cai)樣(yang)混(hun)合(he)方(fang)法(fa)
，在(zai)一(yi)個(ge)開(kai)關(guan)周(zhou)期(qi)內(nei)對(dui)誤(wu)差(cha)進(jin)行(xing)多(duo)次(ci)采(cai)樣(yang)並(bing)計(ji)算(suan)調(tiao)製(zhi)信(xin)號(hao)。這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu)大(da)大(da)降(jiang)低(di)了(le)群(qun)延(yan)，因(yin)此(ci)支(zhi)持(chi)非(fei)常(chang)高(gao)的(de)工(gong)作(zuo)帶(dai)寬(kuan)。由(you)於(yu)縮(suo)短(duan)了(le)群(qun)延(yan)
，顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)了(le)相(xiang)位(wei)滯(zhi)後(hou)。ZL8800還采用雙沿調製器
，在總群延方麵優於與其競爭的‘前沿’調製器。

圖1顯示ZL8800雙采樣技術。采用其中任一采樣率時，總延遲（tdelay）等於ADC轉換延遲和計算延遲之和（包括通道/濾波延遲）。如圖1所示
，采用更高頻率NxFsw時鍾時
，ZL8800的tdelay明顯低於傳統均勻采樣PWM調製器。

結合高頻采樣誤差信號，ChargeModekongzhiqiyixinyingdecelvexiaochuzhicaiyonggaohuanluzengyierchanshengdebuwending。zhezhongcelvejiangbianhuadeyingxiangdingweizaiyigehuojigegongzuozhouqi。ruguozhankongbibianhuadeyingxiangyanshendaoxiajigezhouqi，jiuhuichanshengbuwending。shuzikongzhikebaozhengzaiyigekaiguanzhouqizhongshixianzhankongbidebianhualaitiaozhengturanfashengdedianyapianli
，erbuyingxiangxiayigehuoxiajigezhouqi。zhezhongjishuchengwei“單周期響應”（ASCR）數字補償。

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補償器框圖如圖2所示，其結構在許多方麵類似常規PWM控製策略中使用的傳統數字比例-積分-微分 （PID）控製器，但具有明顯差別。圖中顯示補償器如何集成多頻采樣技術。補償器有兩個並行通道
，用來處理量化的誤差電壓。其中一個稱為“快速通道”，以高於“慢速通道”的(de)頻(pin)率(lv)采(cai)樣(yang)誤(wu)差(cha)電(dian)壓(ya)。采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)新(xin)型(xing)補(bu)償(chang)器(qi)結(jie)構(gou)
，占(zhan)空(kong)比(bi)命(ming)令(ling)被(bei)反(fan)饋(kui)
，以(yi)確(que)定(ding)快(kuai)速(su)通(tong)道(dao)的(de)影(ying)響(xiang)，並(bing)在(zai)後(hou)麵(mian)的(de)周(zhou)期(qi)中(zhong)消(xiao)除(chu)快(kuai)速(su)通(tong)道(dao)的(de)影(ying)響(xiang)。

ZL8800補償器結構減小即時誤差采樣以及占空比響應的延遲。這樣可以提升高頻段的相位
，從而保證穩定性並支持高帶寬設計，如圖3所示。

采用多頻采樣和控製電路，ASCR補償器可以實現穩定的控製環路

，隻需根據帶寬規格進行調整。在很寬範圍輸出濾波器配置範圍內，僅需調整ASCR增益即可達到所需閉環工作帶寬。為提高性能，用戶可以控製第二個參數：餘量。這是一個衰減係數
，主要用於設置環路的響應速率。

傳統多頻采樣技術的潛在缺點是
，反饋環路中會因誤差過采樣產生開關頻率諧波。ZL8800在快速通道中采用低延遲紋波濾波器解決這一問題–全麵濾除所有重複紋波分量。剩下的全部為波形中的非周期性分量，包括延時很短或無延時的瞬態階躍
，結果是20dB以上紋波抑製以及沒有明顯延時從而有助於提高增益和帶寬。

PWM控製隻是整體解決方案的一部分。由於數字控製器采用高度集成的混合信號芯片技術工藝，因此可以集成電源管理和電源轉換。

最新一代基站
、路由器及其他數據通信基礎設施中的先進電源係統，在設計上采用串行電源管理總線（PMBus）傳輸數字信令。PMBus已成為電源轉換係統采用數字通信總線通信的標準協議。采用PMBus和基於PMBus的器件進行電源轉換

，具有傳統模擬電源係統不具備的靈活性和控製能力。即使增加電源，采用PMBus也十分簡便。支持新電軌的數字電源IC含有自己的SMBus地址，可以添加到係統中

，不必由於增加電壓軌重新編程，或增加額外的獨立電源管理IC。在PMBus支持下，新電軌可自動集成到標準監控、時序控製、餘量微調和故障檢測機製中。

數字控製能力可以更進一步提高。例如，Intersil單線數字直流(DDC)串行總線可以在電源IC之間相互通信，支持複雜的分布式功能，如IC間相位-電流平衡
、時序控製和故障擴散等，消除了通常需要大量外置分立器件所構成的複雜電源管理功能。

軟件的使用使得甚至可以在PCB組(zu)裝(zhuang)之(zhi)後(hou)進(jin)行(xing)器(qi)件(jian)編(bian)程(cheng)
，極(ji)大(da)地(di)方(fang)便(bian)了(le)原(yuan)型(xing)設(she)計(ji)以(yi)及(ji)半(ban)定(ding)製(zhi)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)係(xi)統(tong)調(tiao)試(shi)。雖(sui)然(ran)一(yi)些(xie)先(xian)進(jin)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)在(zai)利(li)用(yong)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)器(qi)件(jian)功(gong)能(neng)的(de)時(shi)候(hou)，可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)用(yong)戶(hu)掌(zhang)握(wo)設(she)置(zhi)命(ming)令(ling)和(he)功(gong)能(neng)的(de)豐(feng)富(fu)編(bian)程(cheng)和(he)編(bian)碼(ma)經(jing)驗(yan)
，但(dan)Intersil為基於ChargeMode技術的器件編寫的PowerNavigator軟件，通過USB接口簡化了對多個DDC器(qi)件(jian)的(de)配(pei)置(zhi)和(he)監(jian)控(kong)。這(zhe)個(ge)工(gong)具(ju)利(li)用(yong)簡(jian)單(dan)的(de)圖(tu)形(xing)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)調(tiao)整(zheng)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)的(de)各(ge)種(zhong)特(te)性(xing)和(he)功(gong)能(neng)。通(tong)過(guo)簡(jian)單(dan)的(de)拖(tuo)放(fang)界(jie)麵(mian)，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)輕(qing)鬆(song)建(jian)立(li)完(wan)整(zheng)的(de)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)環(huan)境(jing)
，不(bu)必(bi)編(bian)寫(xie)一(yi)行(xing)代(dai)碼(ma)。

因此

，通過結合更加先進的數字處理
、通信和軟件控製，數字電源可以提供更加高效的電源並且縮短設計周期。

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