在顯著提高數據中心和電信係統效率的過程中，模擬技術及其電路暴露出自身的缺點。

shuzidianyuanguanlihekongzhitigongshishizhineng，bianyuxitongkaifarenyuangoujiandianyuanxitongzidongshiyingyunxinghuanjingdebianhua
，bingyouhuameizhongtedingyingyongchanghedexiaolv。zhinengshuzidianyuanIC可以自動補償負載和係統溫度的變化，利用自適應死區時間控製
、動態電壓調節、頻移、相數降低和電流不連續模式的切換來實現節能。

shuzidianyuangeirenzaochengfeiyonggaodeganjiaoyizhishiqibeikuaisujieshoudeyigezhangai，buguo，zuixintuichudeqijianzhengzaixunsuxiaochumoniyushuzikongzhizhijiandejiagechayi，liruIntersil的ZL8800。數字電源效率和成本現在相當於
，甚至優於模擬電源轉換解決方案，同時具有更先進的功能。

最重要的是
，脈寬調製（PWM）
、環路控製和反饋采用數字化方式。模擬信號采用模數轉換器（ADC）轉換為數字信號

，信號經過數字轉換之後
，微控製器、數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)器(qi)或(huo)計(ji)算(suan)狀(zhuang)態(tai)機(ji)可(ke)以(yi)控(kong)製(zhi)數(shu)字(zi)脈(mai)寬(kuan)調(tiao)製(zhi)和(he)反(fan)饋(kui)回(hui)路(lu)。這(zhe)對(dui)於(yu)維(wei)持(chi)穩(wen)定(ding)性(xing)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)優(you)勢(shi)，不(bu)存(cun)在(zai)模(mo)擬(ni)控(kong)製(zhi)經(jing)常(chang)出(chu)現(xian)的(de)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)下(xia)降(jiang)問(wen)題(ti)。

雖然數字控製具有很多優點，但大量廠商並沒有充分利用這種技術所具有的優勢
，許多情況下
，隻是核心模擬PWM技術采用數字形式。數字控製得以構建更加靈活的控製環路，利用多頻控製調整每種算法

，處理不同速度條件下發生的事件。

傳統數字PWM控kong製zhi器qi使shi用yong均jun勻yun采cai樣yang。控kong製zhi器qi采cai集ji輸shu出chu電dian壓ya誤wu差cha樣yang本ben，根gen據ju采cai樣yang結jie果guo計ji算suan下xia一yi開kai關guan周zhou期qi所suo需xu的de占zhan空kong比bi。均jun勻yun采cai樣yang控kong製zhi器qi的de不bu足zu之zhi處chu是shi，從cong誤wu差cha采cai樣yang到daoPWM控製器切換電源電路存在時延或群延。群延造成相位滯後
，這種滯後隨頻率增加，並限製最大閉環帶寬。

多頻控製可以提供穩定電源
，而且幾乎可以立即對電壓的突然變化做出反應，即在一個PWMkaiguanzhouqineizuochuxiangyingxiangying。zhezhongzhuanhuanjiagoushixianzheyinenglideweiyifangfashiliyongbianpinkaiguanjishu，zaidianyaxunsubianhuashicaiyonggenggaodepinlvcaiyanghekongzhi。danzhezhongfangfaduixuduoxitongbingbushiyong。xiandaidianxinshebeiyijiqitayangeyaoqiudiancijianrongxingdeyingyongxuyaozaigudingpinlvxiagongzuo，yibaochiyangekongzhidezaoshengpinpu。

另(ling)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)與(yu)誤(wu)差(cha)電(dian)壓(ya)偏(pian)差(cha)呈(cheng)線(xian)性(xing)關(guan)係(xi)的(de)比(bi)例(li)增(zeng)益(yi)。采(cai)用(yong)比(bi)例(li)增(zeng)益(yi)的(de)固(gu)定(ding)頻(pin)率(lv)控(kong)製(zhi)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)單(dan)周(zhou)期(qi)反(fan)應(ying)，但(dan)快(kuai)速(su)響(xiang)應(ying)環(huan)路(lu)增(zeng)益(yi)會(hui)導(dao)致(zhi)不(bu)穩(wen)。

Intersil開發的
、用於ZL8800雙通道/雙相DC/DC控製器的電荷模式（ChargeMode）jishucaiyongjunyunheduopincaiyanghunhefangfa
，zaiyigekaiguanzhouqineiduiwuchajinxingduocicaiyangbingjisuantiaozhixinhao。zhezhongjishudadajiangdilequnyan，yincizhichifeichanggaodegongzuodaikuan。youyusuoduanlequnyan
，xianzhujiangdilexiangweizhihou。ZL8800還采用雙沿調製器，在總群延方麵優於與其競爭的‘前沿’調製器。

圖1顯示ZL8800雙采樣技術。采用其中任一采樣率時，總延遲（tdelay）等於ADC轉換延遲和計算延遲之和（包括通道/濾波延遲）。如圖1所示，采用更高頻率NxFsw時鍾時，ZL8800的tdelay明顯低於傳統均勻采樣PWM調製器。

結合高頻采樣誤差信號，ChargeMode控kong製zhi器qi以yi新xin穎ying的de策ce略lve消xiao除chu隻zhi采cai用yong高gao環huan路lu增zeng益yi而er產chan生sheng的de不bu穩wen定ding。這zhe種zhong策ce略lve將jiang變bian化hua的de影ying響xiang定ding位wei在zai一yi個ge或huo幾ji個ge工gong作zuo周zhou期qi。如ru果guo占zhan空kong比bi變bian化hua的de影ying響xiang延yan伸shen到dao下xia幾ji個ge周zhou期qi，就jiu會hui產chan生sheng不bu穩wen定ding。數shu字zi控kong製zhi可ke保bao證zheng在zai一yi個ge開kai關guan周zhou期qi中zhong實shi現xian占zhan空kong比bi的de變bian化hua來lai調tiao整zheng突tu然ran發fa生sheng的de電dian壓ya偏pian離li
，而er不bu影ying響xiang下xia一yi個ge或huo下xia幾ji個ge周zhou期qi。這zhe種zhong技ji術shu稱cheng為wei“單周期響應”（ASCR）數字補償。

[page]  
補償器框圖如圖2所示
，其結構在許多方麵類似常規PWM控製策略中使用的傳統數字比例-積分-微分 （PID）控製器，但具有明顯差別。圖中顯示補償器如何集成多頻采樣技術。補償器有兩個並行通道，用來處理量化的誤差電壓。其中一個稱為“快速通道”，以高於“慢速通道”的(de)頻(pin)率(lv)采(cai)樣(yang)誤(wu)差(cha)電(dian)壓(ya)。采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)新(xin)型(xing)補(bu)償(chang)器(qi)結(jie)構(gou)，占(zhan)空(kong)比(bi)命(ming)令(ling)被(bei)反(fan)饋(kui)，以(yi)確(que)定(ding)快(kuai)速(su)通(tong)道(dao)的(de)影(ying)響(xiang)，並(bing)在(zai)後(hou)麵(mian)的(de)周(zhou)期(qi)中(zhong)消(xiao)除(chu)快(kuai)速(su)通(tong)道(dao)的(de)影(ying)響(xiang)。

ZL8800補償器結構減小即時誤差采樣以及占空比響應的延遲。這樣可以提升高頻段的相位，從而保證穩定性並支持高帶寬設計，如圖3所示。

采用多頻采樣和控製電路
，ASCR補償器可以實現穩定的控製環路，隻需根據帶寬規格進行調整。在很寬範圍輸出濾波器配置範圍內
，僅需調整ASCR增益即可達到所需閉環工作帶寬。為提高性能
，用戶可以控製第二個參數：餘量。這是一個衰減係數，主要用於設置環路的響應速率。

傳統多頻采樣技術的潛在缺點是

，反饋環路中會因誤差過采樣產生開關頻率諧波。ZL8800在快速通道中采用低延遲紋波濾波器解決這一問題–全麵濾除所有重複紋波分量。剩下的全部為波形中的非周期性分量，包括延時很短或無延時的瞬態階躍，結果是20dB以上紋波抑製以及沒有明顯延時從而有助於提高增益和帶寬。

PWM控製隻是整體解決方案的一部分。由於數字控製器采用高度集成的混合信號芯片技術工藝，因此可以集成電源管理和電源轉換。

最新一代基站、路由器及其他數據通信基礎設施中的先進電源係統，在設計上采用串行電源管理總線（PMBus）傳輸數字信令。PMBus已成為電源轉換係統采用數字通信總線通信的標準協議。采用PMBus和基於PMBus的器件進行電源轉換
，具有傳統模擬電源係統不具備的靈活性和控製能力。即使增加電源
，采用PMBus也十分簡便。支持新電軌的數字電源IC含有自己的SMBus地址，可以添加到係統中，不必由於增加電壓軌重新編程
，或增加額外的獨立電源管理IC。在PMBus支持下，新電軌可自動集成到標準監控、時序控製、餘量微調和故障檢測機製中。

數字控製能力可以更進一步提高。例如，Intersil單線數字直流(DDC)串行總線可以在電源IC之間相互通信，支持複雜的分布式功能

，如IC間相位-電流平衡、時序控製和故障擴散等，消除了通常需要大量外置分立器件所構成的複雜電源管理功能。

軟件的使用使得甚至可以在PCB組zu裝zhuang之zhi後hou進jin行xing器qi件jian編bian程cheng，極ji大da地di方fang便bian了le原yuan型xing設she計ji以yi及ji半ban定ding製zhi子zi係xi統tong的de係xi統tong調tiao試shi。雖sui然ran一yi些xie先xian進jin電dian源yuan係xi統tong在zai利li用yong數shu字zi電dian源yuan管guan理li器qi件jian功gong能neng的de時shi候hou，可ke能neng需xu要yao用yong戶hu掌zhang握wo設she置zhi命ming令ling和he功gong能neng的de豐feng富fu編bian程cheng和he編bian碼ma經jing驗yan，但danIntersil為基於ChargeMode技術的器件編寫的PowerNavigator軟件，通過USB接口簡化了對多個DDC器qi件jian的de配pei置zhi和he監jian控kong。這zhe個ge工gong具ju利li用yong簡jian單dan的de圖tu形xing用yong戶hu界jie麵mian調tiao整zheng數shu字zi電dian源yuan設she計ji的de各ge種zhong特te性xing和he功gong能neng。通tong過guo簡jian單dan的de拖tuo放fang界jie麵mian
，用yong戶hu可ke以yi輕qing鬆song建jian立li完wan整zheng的de電dian源yuan管guan理li環huan境jing，不bu必bi編bian寫xie一yi行xing代dai碼ma。

因此，通過結合更加先進的數字處理
、通信和軟件控製，數字電源可以提供更加高效的電源並且縮短設計周期。

相關閱讀：

智能全集成數字電源的成功！數字高性能負載的完美詮釋
輕鬆實現可編程控製的數字電源測試
專家分析：為何數字電源轉換被拋棄
？