數(shù)字電源和模擬電源的區(qū)別

發(fā)布時(shí)間:2023-09-30
數(shù)字電路工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),對(duì)電源電壓干擾嚴(yán)重,在復(fù)雜的電路中,數(shù)字電路與模擬電路采用不同的穩(wěn)壓電源,數(shù)字電路與模擬電路分開(kāi)布線,最終一點(diǎn)共地。
題圖是采用 usb 接口供電的小功率電路,就不一定分開(kāi)供電,左圖只有一個(gè)電源標(biāo)示 ,判斷不出來(lái)電路是否包含數(shù)字與模擬兩部分電路。
右圖是公用電源,通過(guò)lc 濾波器,隔離不同功能的電源,顯然電路有數(shù)字與模擬之分,但是沒(méi)有獨(dú)立供電,抗干擾能力較差。
設(shè)計(jì)電路要注意在源頭抑制干擾,在每片數(shù)字芯片的電源與地之間,用最短的路徑焊接高頻濾波電容,如:cc1 高頻瓷介電容 。耗電大的、干擾大的芯片,安裝位置要靠近電源,并且選用鉭電解電容濾波。
模擬開(kāi)關(guān)式電源已經(jīng)使用了幾十年。其設(shè)計(jì)為人們所熟知,而且有許多優(yōu)秀的教科書(shū)、仿真工具包、應(yīng)用手冊(cè)和研討會(huì)。還有眾多廠商提供的大量低成本集成電路,其封裝了許多功能,從集成柵極驅(qū)動(dòng)器及開(kāi)關(guān)到電流感應(yīng)和保護(hù)。
數(shù)字控制擁有一些模擬世界不具有的特性,其使開(kāi)關(guān)式電源設(shè)計(jì)擁有迄今還不可能實(shí)現(xiàn)的功能。想想一家電源廠商有許多不同功率級(jí)的情況吧。采用數(shù)字控制解決方案,可讓一個(gè)單處理器與單獨(dú)自定義軟件一起工作以滿足每個(gè)功率級(jí)的需求。大規(guī)模生產(chǎn)時(shí),產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)規(guī)模會(huì)十分巨大。
模擬技術(shù)+dsp/mcu成為主要趨勢(shì),應(yīng)用方案向消費(fèi)領(lǐng)域滲透更高集成度、更快瞬時(shí)響應(yīng)以及更大靈活性是數(shù)字電源的主要優(yōu)勢(shì)。通常情況下,模擬pwm架構(gòu)能夠提供較高分辨率,但無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制架構(gòu)所具備的輸出電壓監(jiān)視、通信及其它復(fù)雜控制功能;而對(duì)于數(shù)字pwm,為了達(dá)到與模擬控制架構(gòu)同等的性能指標(biāo)必須具備高分辨率、高速和線性adc,以及高分辨率、高速pwm電路,因而與模擬控制架構(gòu)相比,數(shù)字控制架構(gòu)的成本將大幅增加。綜合考慮兩者優(yōu)勢(shì),maxim公司的ashrafzadeh 認(rèn)為,最佳方案是將模擬pwm與數(shù)字電路相結(jié)合,在不犧牲模擬控制所具備的精度和無(wú)限分辨率的情況下,提供數(shù)字控制所具有的全部性能。
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