數字功率管理的優勢成為設計人員爭論熱點
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然而，真正需要數字控制嗎？數字技術的擁戴者認為這種趨勢是無可避免的，在經驗豐富的模擬工程師缺乏時尤其如此，但模擬陣營卻指出模擬設計成本更低。
“數字功率管理包括兩種類型：數字控制功率轉換和系統級數字功率管理，”美國國家半導體公司便攜式電源系統先進技術總監Ravi Ambatipudi介紹說。他指出，傳統上，功率轉換器是和模擬控制環路以及模擬電路設計在一起的。而“在數字功率管理的最基本形式中，功率轉換器是和完整的數字控制環路及數字電路設計在一起的。除了外部輸出濾波器之外，沒有別的模擬元件，”他解釋道，“系統級數字功率管理涉及了系統級芯片設計技術，能夠使用先進功率管理專用接口智能地控制電壓調節器。”
ADI主張有兩種方法定義數字功率控制：一是功率控制器的轉換器具有串行總線端口時，或者是由控制環路本身定義。有些公司(包括ADI)提供的控制器能夠進行完全環路控制并具有SMBus接口、數字通信報告和狀態信息，但有一個以模擬形式被控制的環路。
既然定義無法達成一致，而且模擬也一直工作良好，那么，究竟是什么在驅動數字控制市場呢？
Silicon Laboratories公司市場總監Don Alfano 認為：“首先，現在的設備都日趨小巧，功能更加密集。這意味著有更多的電路，或電路數量相同但運行更快，從而產生更大的電流。由此一來，就存在空間和效率的問題，因為電流加大，器件往往產生過多的熱量。而不斷縮小的工藝尺寸導致了對極精確功率調節的需求。”
關于哪一種方案更好，并沒有定論，Maxim公司業務經理Ahmad Ashrafzadeh指出，復雜系統的需求為考慮和研究數字方案以進行功率管理做好了鋪墊，這似乎在不久之前還是不可能的。“不幸的是，正如所有新技術一樣，該技術也存在著大肆渲染夸張的現象，一旦經過它的自然發展進程穩定下來，這種現象即會煙消云散，”他補充說。
“2004年，業界的嵌入式設計到達一個轉折點，即投在功率管理上的時間、金錢和電路板空間比投在功率轉換上的還要多，”Zilker Labs公司創始人兼市場副總裁 Jim Templeton表示，“對相關半導體企業而言，這成為一個非常有趣的問題。而現在，它是確保集成性的一大重要問題。”
這么做的第一步是把功率轉換到數字領域，以支持結合功率管理和轉換功能所需的邏輯密度。
Templeton表示，在功率環境中提及數字技術唯一有意義的時候是在談論轉換環路(控制功率調節的反饋環路)本身。“數字功率必須包括功率轉換方面。在數字功率中，必須把信號轉換到數字域，并在數字域對錯誤信號和補償環路進行處理，然后再將其輸出到關閉環路的PWM中，”他指出。
Primarion公司工程副總裁Steve Pullen則認為，對大多數功率客戶而言，最棘手的問題只是如何找到時間和資源來開發能夠解決復雜功率管理問題的解決方案。此外，他補充道：“在選擇功率解決方案時應考慮到的前5個推動因素就是成本、成本、成本、成本和尺寸。”
國半的Ambatipudi認為工程師完成一個數字功率設計要面臨的4大挑戰是：
1. 把模擬輸出電壓轉換到數字域。輸出電壓本質上是模擬的，要轉換為精確的數字形式，需要高速、高分辨率的A/D轉換器。
2. 把數字環路濾波器的數字數據轉換為脈沖寬度調制信號，需要用到數字PWM。要獲得所需的分辨率，需要消耗相當大的功率。數字PWM的分辨率必須大于輸出電壓A/D的分辨率以避免極限環振蕩(limit-cycle oscillations)。
3. 只采用數字技術很難實現某些控制功能，比如輸入電源電壓前饋(feed-forward)，以及某些系統功能，如限流、振蕩器，電壓電流參考等。
4 .需要雙電壓硅工藝技術來同時支持面向密集數字電路的低電壓與面向輸出功率FET或驅動器的高電壓。
圖1：脈沖寬度調制是數字功率控制的關鍵所在
“便攜式應用中客戶面臨的最大挑戰之一節省能源，因為他們使用的是電池，”Summit Microelectronics公司應用工程主管Tom DeLurio表示，“他們需要關斷某些功能并動態改變電壓以停止電池的消耗。此外，客戶還希望能夠關斷那些暫不需要的功能的不同供電電壓，并把元件數目減至最少，以適應外形日益小巧的設備。”
究竟哪一個才是最好的設計，數字還是模擬？至今，答案很大程度上取決于應用。此外還取決于設計人員在數字和模擬領域的專業能力。必需考慮到需要集成的部分有哪些，以及哪些東西涉及到工藝技術。
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