【导读】数字系统在开关电源中具有设计周期短、灵活多变、易实现模块化管理、能够消除由离散元件引起的不稳定和电磁干扰等优点。如今对数字电源的需求已经是爆炸式的了，TI本次推出的数字电源管理芯片组，有助于加快80 PLUS钛金牌认证电源上市时间，提供业界最佳的效率。
10多年前，当数字电源产品第一次面市时，绝大部分的电源设计工程师都对基于DSP的数字电源控制器代替模拟的PWM控制器的概念持怀疑态度。但是近年来，数字电源技术取得了巨大的进步，各种在模拟电路中难以实现的现代控制方法开始应用于电源的控制中。
相对模拟系统而言，数字系统在开关电源中具有设计周期短、灵活多变、易实现模块化管理、能够消除由离散元件引起的不稳定和电磁干扰等优点。因此，数字电源在高精度电源中的应用越来越广泛，成为现代电源技术发展的一个重要方向。
根据半导体市场研究机构IMS估计，全球数字功率半导体市场将从2014年的67亿美元增长到2019年的168亿美元。服务器现在是数字电源的最大单一市场。而LED照明解决方案的使用也在不断的增长，尤其是需要满足切相调光解决方案适合采用数字电源控制来实现对不同相位调光器的兼容性。同时，笔记本与平板电脑、家用电器、智能手机、电动汽车等领域对数字电源的需求也成爆炸式增长。从中可以看出，未来几年内数字电源的营收增长势头将远远超过模拟电源。
近日TI推出的一款数字电源管理芯片组，以其独有的体二极管感测改善了系统效率。与其他数字电源解决方案相比，该芯片组在同步整流器内对死区时间的精准控制可最大限度地减少功率损失，同时降低MOSFET电源故障的风险。UCD3138A和UCD7138芯片组在快速数字控制算法中采用体二极管电压信息来动态地优化死区时间，并可以补偿功率级组件变化，可使这款数字电源管理芯片组提供业界最佳的效率。
TI数字电源管理芯片组系统框图：
系统的工作原理：
UCD7138检测同步整流管体二极管的导通时间，并将其上报给UCD3138A;
UCD3138A根据上一个开关周期的体二极管的导通时间，来调整同步整流管驱动的开关时刻
UCD3138A和UCD7138的主要特性与优势：
• 通过SR精确驱动提高电源效率：相对通过Rdson检测来决定开关时间的驱动器，具有更好的信噪比。能够更精确侦测同步整流管的寄生二极管的导通，并通过调整SR 开关时间，使SR寄生二极管的导通时间最短，并避免原副边的直通问题。
• 4A/6A驱动电流: 适用于多MOS管并联的大功率电源
• 小尺寸封装：满足高功率密度，高器件密度的电源设计
• 在高达 2 MHz 频率下实现精确控制： UCD3138A中的硬件外设以及UCD7138中的14 ns 传播延迟、快速上升/下降时间和最小化容差可实现极高的开关频率。
德州仪器工业类隔离电源部市场经理吴万邦（Mark Ng）介绍到“现在在市场上每个供电电源都是希望尽可能的节省成本，如果供电电源很消耗电源的话，其背后数据中心的消耗和费用就会更大。当PC工作时间长时，就会变得很热，想办法散热，也要付多一点钱买电。我们需要更高的效率。”
Mark介绍到：“UCD7138和UCD3138有助于加快80 PLUS钛金牌认证电源上市时间，同时还能帮助信息技术服务提供商节省能源成本。”
在本次TI的数字电源芯片组产品发布会上，我爱方案网的CEO刘杰博士与Mark进行了深入的交流，对这款业界效率最高的芯片组提出了三个专业的问题，吴万邦先生也对这些问题一一进行了解答。
问题一：在你所讲的LLC拓扑结构里面，为什么要采用两片7138？
答：这是很好的问题。因为7138只是一个单通道的驱动器，所以通常有一些驱动器有两个通道，等于用一个驱动器驱动两个MOS。这里用的是单渠道的驱动器。
问题二：3138不是有两个系列吗？我看它的T1和T0脚也是不一样的。
答：3138是有两个版本，一个是非A版本，另外那个是A版本。为什么我们出A版本呢？最主要是，我们有加DCT脚，因为这是配合7138的driver，因为之前我们没有出UCD7138 driver，所以我们出那颗7138driver得有DTC的功能。
问题三：我们宏观上知道，现在各种电子设备上成本不是那么敏感的地方，Digital Power可以先用起来，你刚才讲的datacom就是这一类的。再往前走，哪一些地方还可以用呢？
答：不会。我觉得automotive现在看得到很多，因为现在车只是用12V的battery，当我们用越来越多48V的battery，而且有ED，就是特斯拉那种车，或者比亚迪那种应用，很多汽车都会应用，因为你在用模拟的产品，通常有一颗MCU在里面配合controller，你就会用Digital Power，这个应用是蛮大，因为一颗MCU可以用两个。
目前在数字电源领域占有龙头地位的就是德州仪器以及Microchip这两家半导体公司了。德州仪器以DSP做为主角，极力强调强大计算能力所能带来的实时反应能力与控制精确度，而DSP的可程序化能力对系统的架构、可移植性以及可维护能力有着绝佳的表现；Microchip公司则是强调一般客户并不需要太过强大的DSP计算能力，复杂的可程序化设计只会拉长产品开发时程，该公司所提供的DSC（Digital Signal Controller）架构，将MCU与DSP成功整合，不仅在指令流成功单纯化，透过标准的C语言编译器，更能够有效缩短产品的设计时程。
两家公司在数字电源领域有着各自的优势，但这次TI公司推出的数字电源芯片组在效率上成为了业界第一，Microchip对此会作出怎样的反应我们暂且不知，但良性的竞争一定会加速该领域的进步，数字电源也会被应用的越来越广泛。
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