数字电源的概念现已被提出多年，许多公司也现已推出了各种数字电源产品，能够说数字电源算不上是什么新生事物。但是，由于关于数字电源的微观、中立 性的中文文献并不多，所以数字电源的概括仍然并不非常明晰。大都文献来源于数字电源出产厂商，他们当然倾向于夸张数字电源的优势，并且历来不忘掉宣扬他们 自己的产品，读者可得到的有价值信息非常有限。媒体也往往跟着“忽悠”，多有赞誉、吹捧之辞，并喜爱引证厂商的官方套话，常常让 人一头雾水、不知所云。自己不是数字电源的“专家”，经过与厂商的触摸和阅览一些中、英文文献，斗胆整理出这篇文章，希望能有助 于将杂乱的问题简略化，勾勒出一幅较为明晰的数字电源画面。
为何需求数字电源
咱们知道，电子产品所需的电能本质上是模仿的。从输出的方式来看，一切的电源也都是模仿的。所谓数字电源不过是指电源内部所运用的技能，即 PWM回路选用数字技能进行操控。那么为什么非要选用数字技能呢？听说数字电源具有如下优势：所需外部元件少、可装备、本钱低、功率高。早年两项优势来 看，数字电源明显合适比较杂乱的高端供电体系，因而，咱们以为数字电源根本没有可能完全代替传统的模仿电源。关于大大都运用来说，简略的模仿电源就满足 了。
数字操控电路的功用和本钱优势体现在摩尔定律上，即数字电路的尺度每18～24个月缩小一半。考虑新一代的集成电路制作本钱比上一代高 10％～20％，数字电路的总本钱每2～3年便会削减一半。比较之下，模仿电路的尺度每4～8年才缩小30％。所以，理论上讲，相同功用的数字电源的本钱 下降速度要比模仿电源快得多。如下图所示，至2008年末，数字操控器的本钱将低于模仿操控器。
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图1 数字操控器的本钱下降速度低于模仿操控器 |
据美国Darnell集团的猜测，数字电源IC的商场将以每年36％的复合增加率增加。至2011年，全球数字电源IC（包含整压回路操控器VR、非整压回路操控器、功率因数校对、转化办理IC和体系办理%&&&&&%）的商场规模将到达8亿美元。
数字电源的典型运用
前文说到，数字电源最合适较为杂乱的高端电源和电源体系。数据中心供电是数字电源当时的热门运用领域。
数据中心的服务器密度仍然在不断上升。现在，一个42U机架的总功率为25kW左右，并且正朝着40kW的方向跨进。听说，70％的数据中 心面对空间、供电和冷却的应战。数据中心的供电本钱昂扬，能够占到一些IT公司总预算的20％～25％，每个刀片服务器每年的运转本钱乃至超出服务器自身 的本钱。尽管数字电源技能不能解决服务器的耗电增加问题，但数字电源有望经过提供电高功率来缓解数据中心的供电和冷却窘境。
福布斯网站上刊登了一篇不太中立的文章，叙述Power One公司和它的总裁Steve Goldman的数字电源成功之路。Power One从前把一家大型服务器公司的供电功率从89％提高到93％，这样每三年每台服务器将节约电费1400美元，算下来等于三年白赚一台电源。有必要指出 的是，美国各州的电费水平相差悬殊，由于各州的动力方针各不相同。估量这家客户坐落电费贵重的区域，比方加利福尼亚州。这个起伏的功率提高能为我国的数据 中心客户带来多少效益，感兴趣的读者能够自己算一下。
数字电源的遍及阻碍
已然能给客户带来那么大的长处，那么数字电源应该像野火相同敏捷遍及到国际各个旮旯的每个机房。但实际状况并非如此；选用数字电源的数据中心仍然有限。Goldman指出了阻碍数字电源推行的三大原因（或托言）。
首要，大型体系的更新换代周期较长。例如，一个大型交换机需求三、五年的时刻来开发，服役期大约又是五年。假如客户要选用一种新技能，他就 要完全从头规划线路板。假如最终发现这种技能存在问题，客户丢失的将是整整一个产品周期的销售额。尽管高端体系最需求数字电源，但由于客户忧虑潜在的巨大 危险，所以往往不敢测验这种新技能。
其次，电源办理技能负责人一般都是模仿技能身世。电源转化历来都是模仿的，所以这个职业的大腕只了解模仿电源，他们在数字电源面前完全是外行。由于人们关于自己不了解的东西往往采纳回绝的情绪，所以数字电源简略遭到萧瑟。
值得留意的是，在这一点上，我国的状况与西方比较有所不同。西方电子工程师的典型年纪在四、五十岁，他们的长处是经历丰厚，缺陷是常识陈 旧、承受新事物的能力差。而我国工程师的典型年纪是25～30岁，经历尽管不那么丰厚，但对待新常识如饥似渴，更乐于承受新事物。所以，新技能在我国的传 播阻力要小得多。基于此，那些技能创新型的公司应该在我国商场多花些力气。
数字电源遍及的最终阻碍是客户忧虑找不到代替产品。由于现在数字电源仍处于开展初期，所以每个供货商的计划都很共同，他们会为客户定制线路板层面的供电结构，而这正是客户所惧怕的。
打破编程阻碍
灵活性、可装备性是数字电源的特色，但这一起也意味着产品开发的杂乱性，即开发过程中需求编程作业。前文说到，电源工程师大多是模仿技能身世，编程正是他们的弱项。数字电源假如能做到不需求编程，就会大大下降其技能门槛，遍及速度就会大大加速。
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| 图2 这个同步升压转化器中的典型DSC架构含有快速算术运算和操控电路 |
一些厂商留意到了这一商场需求，正在致力于开发或协助工程师开发无需编程的数字电源。
Zilker Labs推出的ZL2005产品是无需编程的数字电源。其运转功用和设置均可经过简略的引脚挑选、电阻挑选或经过板上串口加以装备，无需杂乱的编程。此外，ZL2005 可运用业界规范PMBus命令集与其他PMBus设备或主机体系操控器进行通讯。
Microchip公司的数字信号操控器（DSC）可提供数字电源操控环路所需功用，但不需求DSP编程，所以使用DSC向数字电源过渡比DSP更简略。
美国国家仪器公司（NI）的LabVIEW规划软件是一个图形化的软件，用户无需懂得VHDL编程语音也能够用LabVIEW来完成杂乱的算法。NI以3UPXI总线电源为例，阐明了怎么能够使用LabVIEW来规划小尺度、高功率、高智能的数字电源。
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| 图3 PID算法可在LabVIEW中可完成，并在物理验证时作为回路中的硬件运转 |
