數字電源實現的技術瓶頸問題分析

    目前數字電源依然存在高速/高精度的ADC技術問題（數字電源反饋輸入）;高速/高精度的電源PID調節或者其他算法的PWM調節;高速/高精度的PWM輸出問題（數字電源DAC輸出）。

    很多的32位DSP/ARM片內的高速10位、12位ADC，作為高速ADC采集可用于高頻開關電源，但是其信號輸入范圍一般是0~3.0/3.3V，工業現場通常的模擬輸入范圍正負10V卻沒有任何一款DSP或者ARM片內ADC能解決，只能在外端加入信號調理電路.ADI等少數幾家著名的模擬器件廠商的產品目錄中雖然有完全符合高速、高精度（16bit~18bit）、輸入信號范圍正負5V到正負10V的ADC產品，但是在中國大陸卻極少見到成功的產品應用紀錄，這其中的問題恐怕只有正在調試這些器件的工程師們心里面清楚。

    高精度的電源PID調節或者其他算法的PWM調節在目前流行的32位DSP或者ARM處理器看來并不是個問題，但是如果要加上高速兩個字，很多軟件工程師恐怕就要皺眉頭了。以TI運動控制領域的當家花旦TMS320F2812為例，如果電源設備的開關頻率達到300KHz，在150MHz的系統頻率下，留給軟件工程師的任務是在500個DSP指令周期內完成ADC輸入數據處理、電源PID函數調節等實時性要求最為苛刻的任務。如果要想避開電力電子器件在周期開通/關斷時造成的諧波，ADC在器件開通的中間時刻采樣，那么計數器采用UP-DOWN方式計數在計數周期值處同步觸發ADC采樣，這個時候軟件工程師的可利用DSP指令周期就只剩下可憐的250個了，電源PWM調節任務相當艱巨！

    如果說ADC問題可以外擴高速、高精度器件解決，電源PWM調節可以選用更高速度的DSP/ARM/FPGA來完成，那么最后一個高速/高精度的PWM輸出問題，也就是高速數字PWM的分辨率問題，就只能靠提供DSP/ARM/FPGA的國際大廠商解決了。其實數字PWM的分辨率在開關電源的中低頻范圍內不成問題（這也是TI的C28XDSP能在電機驅動、變頻器等領域大行其道的一個重要原因）;但是到了高頻開關電源，或者高精度電源領域，這個問題馬上就變得很突出了。為什么高頻、高精度數字開關電源國內依然是一片空白，大家用數字PWM分辨率的計算公式算一算會很清楚。 <