電力電子技術是關于能量轉換、調節、控制和管理等方面的學科,而數字電源則是電力電子技術的一種應用,是利用數字電路技術實現電源控制和管理的新型電源。
上篇中我們對各類電力變換電路的工作原理及應用場景進行了介紹,本篇將帶領大家走進數字電源世界。
什么是數字電源
數字電源是一種數字控制的電源設備,可以通過數字控制芯片(DSP、MCU等)實現輸出電壓、電流、功率等參數的精確控制與調節。數字電源具有高精度、高穩定性、高可靠性、高效率、遠程控制、自動化調節等特點。
隨著數字化技術的不斷進步,數字電源已經成為電源領域的發展趨勢,并在通信行業、工業自動化、醫療行業、航空航天以及研究教育等領域得到廣泛的應用。
數字電源與模擬電源
數字電源和模擬電源都是用來為電子設備提供穩定電壓和電流的電源設備。
它們的主要區別在于工作原理與性能特點:
?數字電源采用數字信號來控制開關電源的開關狀態和頻率,并通過數字控制核心(DSP、FPGA等)對電源輸出進行控制和監測。模擬電源使用模擬信號來控制輸出電壓和電流,電路結構簡單。
?數字電源通常具有多個輸出通道和多種工作模式,可以為多種不同的負載提供適宜的電源輸出,并支持多重保護和監控功能。模擬電源通常只提供單一的輸出通道和基本的保護功能。
? 數字電源具備通訊功能,可以通過TCP/IP、CAN總線、RS485等方式連接計算機,并通過軟件實現輸出的控制、監測與管理。而模擬電源并不具備通訊功能。
? 數字電源具有可編程性,可以通過軟件編程進行輸出參數的控制,而模擬電源若想改變輸出參數,需要通過手動調節硬件旋鈕或開關。
因此,在簡單易用且參數變更要求不多的應用場合模擬電源產品更具優勢;而在可控因素較多、實時反應速度要求高、復雜的高性能系統中,數字電源更具優勢。
市面上大部分大功率電源主要為數字電源。
常用的數字電源控制核心
數字電源控制核心主要用于實現數字電源的各種控制算法,常用的數字電源控制核心有MCU、DSP、FPGA等。
DSP芯片的優點是處理能力強、運算速度快、精度高,缺點是價格較高,典型的DSP有TI的C5000/C6000系列、ADI的Blackfin系列等。
MCU芯片的優點是價格便宜,缺點是處理能力和運算速度相對較低,典型的MCU有基于ARM Cortex-M系列的STM32系列、基于PIC技術的PIC16系列和PIC18系列等。
FPGA芯片的優點是具備可編程性且應用靈活,可以實現多種電源控制算法和輸出參數的調整,缺點是設計和開發難度較大,成本也相對較高,典型的FPGA有Xilinx的Spartan系列、Altera的Cyclone系列等。
總體來說,數字電源控制芯片的優點明顯,但不同的芯片有各自的特點和適用范圍,需要根據具體應用情況進行選擇。
數字電源的研發門檻較高,同時目前數字電源核心控制芯片大多來自國外,未來不可控因素多且價格昂貴。因此武漢森木磊石推出了電源控制核心——PPEC系列,PPEC芯片可通過軟件實現免代碼開發,降低了數字電源的開發門檻,為企業降本增效。
數字電源是一種以數字控制為核心的新型電源技術,具有高效、穩定、可靠、智能化等優點,逐漸成為電源領域的發展趨勢。未來數字電源將實現更高的功率密度和效率,為各種電子設備提供更加優質的電源保障。由武漢森木磊石推出的PPEC系列電源控制芯片可實現數字電源的免代碼開發,降低了開發門檻,實現數字電源的快速開發。
想知道 PPEC 系列芯片是如何做到數字電源免代碼開發嗎?不要急,下篇我們將針對PPEC的硬件配置以及芯片使用的相關問題為大家進行介紹。
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