数字电源不再“纸上谈兵”，规模应用仍面临挑战铸钢阀门

数字电源不再“纸上谈兵”，规模应用仍面临挑战

当前，很多嵌入式控制设计人员正在将8位或16位mcu设计进行升级。为了帮助他们实现向32位数字信号控制器(dsc)的过渡，ti最新推出四款新型tms320f280x数字信号控制器(已经实现量产)，并首次将高性能f28xx系列芯片价格拉到3美元左右。与此同时，microchip也发布了最新的dsc产品。但是与ti从高端应用切入不同，microchip的产品主要针对低端或简单级别数字电源，价格2.99美元起，对某些具体应用而言也颇具成本优势。

两大半导体巨头相继推出的低成本dsc使数字电源的应用不再是“纸上谈兵”，但是从目前的情况来看，由于绝大多数开关电源都是采用传统的模拟电路，数字控制电源作为一种新兴技术还处于摸索阶段，从设计人员切换到产品定义，再到广泛应用，数字电源的规模应用仍需要一个过程。

两大低成本dsc方案比较

ti最新的tms320f280x产品不仅具备32位dsp性能，而且实现了与mcu相似的外设集成，方便易用，主要面向数字电源、马达三明控制以及智能传感器控制等应用。 ti的tms320f280x结构图

四款新品都采用f280x的设计，均可实现32位宽度的数据处理，每秒375万次采样的12位模数转换器(adc)、正交编码器(qep)接口，最新专利的150微微秒(ps)分辨率的的脉宽调制(pwm)输出通道，并具有can、i(sup/)2(/sup)c、uart、spi等端口。通过对闪存和外设进行一定裁剪后，tms320f28015/f28016的最低每千片批量单价仅为3.25 美元。ti上海应用开发中心工业和家电部经理于振宇介绍：“ti把集成大容量闪存、大量通信接口的高性能信号处理控制器拉到3美元价位，创造了f28xx系列产品的新纪录。价格达到了16位单片机水平，但性能不可同日而语。”

作为电源转换行业领先的单片机和模拟控制产品供应商，microchip日前也推出适用于通用、多回路开关电源(smps)和其它电源转换应用的16位dsc系列dspic。dspic30f1010和dspic30f2020/2023(dspic30f202x)dsc具备分辨率为1ns的pwm，以及可实现低延迟时间和高分辨率控制、每秒200万次采样的10位adc。dspic有电压模式、电流模式两种控制方式，器件尺寸小，针对不同的应用有很好的性价比优势。

“当前，由于缺乏有效的解决方案，对整个电源转换回路进行数字控制的应用发展缓慢。dspic dsc smps解决方案在某些应用实例中的成本和性能优势非常明显，如带多路输出、协调负载共享，热插拔能力、输出协调、集成功率因数校正或丰富故障处理的电源。”microchip公司数字信号控制器部门战略市场总监steve marsh进一步强调：“microchip是第一家能够真正做到数字电源控制的厂商，dspic系列dsc能帮助设计人员实现对产品的全面数字控制。”

dsp与mcu融合成为趋势，ti与microchip欲争宠

一边是dsp行业老大，一边是单片机(mcu)领域的佼佼者，两家半导体巨头都对数字电源应用前景非常乐观，分别从传统dsp和传统mcu角度切入，以融合dsp与mcu的解决方案进军数字电源领域。传统mcu做控制应用比较友好，但数字处理能力弱；传统dsp具有强大的计算处理能力，但由于缺乏做控制应用必需的片上闪存、数据接口、adc等外设，其控制应用不是很友好。因而，dsp与mcu融合成为行业发展趋势。

结合了两者的优点，dsp高性能与mcu易用性的完美融合是ti新型f280x产品的关键卖点。该系列产品有个特点，一方面是具有dsp的cpu，所以有强大的计算能力和数学计算速度，同时具有作控制应用所必须的外设和片上应用模拟模块。ti的于振宇相信dsp是必然趋势，他指出：“传统mcu工程师正在逐渐向dsp转移，dsp设计方便，而且模型建立后，其编程也很方便，加之其系统性、可移植性、可维护性的优势，未来向dsp转移是必然趋势。”

但背靠mcu发家的microchip认为mcu更受工程师青睐，marsh称：“兼具dsp功能的mcu更贴近客户使用习惯。从客户需要来说，他们想要dsp提供给他们的功能，但并不想要dsp，或者只想要非常简单易用的dsp技术。”他接着补充道：“原来的产品是两个指令流，一个用于dsp，一个用于单片机，microchip新推出的dsc是单指令流，在整个架构中，它使用c语言编译器，编码非常高效。”

模拟向数字切换，设计人员重新面临挑战

随着电源系统的性能和功率的不断提高，实现该性能所必需的元件数量和成本也会随之增加，越来越多的控制需要通过具有成本效益的数字电路实现，未来在电源系统控制应用中将是模拟与数字共存。

marsh表示：“在dc/dc应用中，通常是在100瓦特以上的系统中会应用数字控制技术；而在ac/dc应用中，250瓦特以上的系统会应用数字技术，这样的应用经济性会更高一些。对于更为复杂的应用，如果客户想继续在系统上增加性能，就会更多地采用全面的数字技术，因为模拟的系统已经不能实现那么高的经济性了。”

目前

当前，很多嵌入式控制设计人员正在将8位或16位mcu设计进行升级。为了帮助他们实现向32位数字信号控制器(dsc)的过渡，ti最新推出四款新型tms320f280x数字信号控制器(已经实现量产)，并首次将高性能f28xx系列芯片价格拉到3美元左右。与此同时，microchip也发布了最新的dsc产品。但是与ti从高端应用切入不同，microchip的产品装潢设计主要针对低端或简单级别数字电源，价格2.99美元幻灯机起，对某些具体应用而言也颇具成本优势。

两大半导体巨头相继推出的低成本dsc使数字电源的应用不再是“纸上谈兵”，但是从目前的情况来看，由于绝大多数开关电源都是采用传统的模拟电路，数字控制电源作为一种新兴技术还处于摸索阶段，从设计人员切换到产品定义，再到广泛应用，数字电源的规模应用仍需要一个过程。

两大低成本dsc方案比较

ti最新的tms320f280x产品不仅具备32位dsp性能，而且实现了与mcu相似的外设集成，方便易用，主要面向数字电源、马达控制以及智能传感器控制等应用。 ti的tms320f280x结构图

四款新品都采用f280x的设计，均可实现32位宽度的数据处理，每秒375万次采样的12位模数转换器(adc)、正交编码器(qep)接口，最新专利的150微微秒(ps)分辨率的的脉宽调制(pwm)输出通道，并具有can、i(sup/)2(/sup)c、uart、spi等端口。通过对闪存和外设进行一定裁剪后，tms320f28015/f28016的最低每千片批量单价仅为3.25 美元。ti上海应用开发中心工业和家电部经理于振宇介绍：“ti把集成大容量闪存、大量通信接口的高性能信号处理控制器拉到3美元价位，创造了f28xx系列产品的新纪录。价格达到了16位单片机水平，但性能不可同日而语。”

作为电源转换行业领先的单片机和模拟控制产品供应商，microchip日前也推出适用于通用、多回路开关电源(smps)和其它电源转换应用的16位dsc系列dspic。dspic30f1010和dspic30f2020/2023(dspic30f202x)dsc具备分辨率为1ns的pwm，以及可实现低延迟时间和高分辨率控制、每秒200万次采样的10位adc。dspic有电压模式、电流模式两种控制方式，器件尺寸小，针对不同的应用有很好的性价比优势。

“当前，由于缺乏有效的解决方案，对整个电源转换回路进行数字控制的应用发展缓慢。dspic dsc smps解决方案在某些应用实例中的成本和性能优势非常明显，如带多路输出、协调负载共享，热插拔能力、输出协调、集成功率因数校正或丰富故障处理的电源。”microchip公司数字信号控制器部门战略市场总监steve marsh进一步强调：“microchip是第一家能够真正做到数字电源控制的厂商，dspic系列dsc能帮助设计人员实现对产品的全面数字控制。”

dsp与mcu融合成为趋势，ti与microchip欲争宠

一边是dsp行业老大，一边是单片机(mcu)领域的佼佼者，两家半导体巨头都对数字电源应用前景非常乐观，分别从传统dsp和传统mcu角度切入，以融合dsp与mcu的解决方案进军数字电源领域。传统mcu做控制应用比较友好，但数字处理能力弱；传统dsp具有强大的计算处理能力，但由于缺乏做控制应用必需的片上闪存、数据接口、adc等外设，其控制应用不是很友好。因而，dsp与mcu融合成为行业发展趋势。

结合了两者的优点，dsp高性能与mcu易用性的完美融合是ti新型f280x产品的关键卖点。该系列产品有个特点，一方面是具有dsp的cpu，所以有强大的计算能力和数学计算速度，同时具有作控制应用所必须的外设和片上应用模拟模块。ti的于振宇相信dsp是必然趋势，他指出：“传统mcu工程师正在逐渐向dsp转移，dsp设计方便，而且模型建立后，其编程也很方便，加之其系统性、可移植性、可维护性的优势，未来向dsp转移是必然趋势。”

但背靠mcu发家的microchip认为mcu更受工程师青睐，marsh称：“兼具dsp功能的mcu更贴近客户使用习惯。从客户需要来说，他们想要dsp提供给他们的功能，但并不想要dsp，或者只想要非常简单易用的dsp技术。”他接着补充道：“原来的产品是两个指令流，一个用于dsp，一个用于单片机，microchip新推出的dsc是单指令流，在整个架构中，它使用c语言编译器，编码非常高效。”

模拟向数字切换，设计人员重新面临挑战

随着电源系统的性能和功率的不断提高，实现该性能所必需的元件数量和成本也会随之增加，越来越多的控制需要通过具有成本效益的数字电路实现，未来在电源系统控制应用中将是模拟与数字共存。

marsh表示：“在dc/dc应用中，通常是在100瓦特以上的系统中会应用数字控制技术；而在ac/dc应用中，250瓦特以上的系统会应用数字技术，这样的应用经济性会更高一些。对于更为复杂的应用，如果客户想继续在系统上增加性能，就会更多地采用全面的数字技术，因为模拟的系统已经不能实现那么高的经济性了。”

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