電源轉換：模擬與數字二選一,還是模擬與數字共存？

我們終歸是生活在一個(gè)模擬世界中。這使得數字解決方案處于不利地位，因為它需要對信息（反饋）進(jìn)行數字化（通常通過(guò)模數轉換器完成），隨后必須在高速MCU（或DSP）中處理數字控制。數字控制環(huán)的帶寬與A/D轉換的速度以及MCU/DSP的計算速度直接相關(guān)。想要更多帶寬？那么就需要速度更快的A/D和MCU，當然成本也更高！模擬解決方案的固有優(yōu)勢在于其在模擬域中收集和維護信息，因而無(wú)需高性能MCU或A/D轉換器。

盡管模擬電源解決方案可提供高效控制，但并不是很靈活。模擬電源設計工程師必須對應用中的性能權衡進(jìn)行評估，然后針對整個(gè)工作空間以及負載配置文件優(yōu)化模擬設計。盡管多年來(lái)該技術(shù)足以滿(mǎn)足需求，但是市場(chǎng)和行業(yè)趨勢、消費者預期以及政府規定很快將超出模擬設計技術(shù)的能力范圍，使其無(wú)法滿(mǎn)足更高效的需求。解決方案：電源設備必須具有更好的靈活性。除了一般用途，該靈活性還可用于：

1.實(shí)現多點(diǎn)電源轉換優(yōu)化，而不是在整個(gè)電源轉換工作范圍內優(yōu)化

2.作為系統的一部分執行，這意味著(zhù)其必須能進(jìn)行配置，以?xún)?yōu)化系統隨時(shí)間變化的效率，而不是僅優(yōu)化電源轉換效率

3.將信息傳遞到系統，從而使能系統優(yōu)化

毫無(wú)疑問(wèn)，數字電源轉換解決方案的靈活性足以滿(mǎn)足上述需求。不過(guò)，其設計并不輕松，需要在資源、工具和過(guò)程方面進(jìn)行大量投入。數字控制技術(shù)與模擬控制技術(shù)不同，因此需要新資源，包括數字控制設計和軟件工程。對許多公司而言，這種投入已證明是一個(gè)嚴重的阻礙。

考慮到這些機遇與挑戰，有理由探索在模擬域中保持電源控制的可能性。此外，這消除了對額外專(zhuān)業(yè)技能和資源的需求，同時(shí)避免了產(chǎn)品成本增加，因為省去了數字控制所需的昂貴的MCU和A/D轉換器。

我們看一下復合型模擬和數字解決方案，如Microchip最新發(fā)布的MCP19111。MCP19111將峰值電流模式模擬控制器的性能與小型8位單片機相結合（見(jiàn)圖1——框圖）。其電源調節完全在模擬域中進(jìn)行，因此無(wú)需高性能的高速單片機。而集成的8位MCU提供了方便的接口用來(lái)監視和調節模擬控制器的性能，從而實(shí)現了以前無(wú)法實(shí)現的調節功能。集成的MCU仍保持小巧簡(jiǎn)單的設計，除了增加靈活性外，還可實(shí)現很高的集成度。如圖1所示，MCP19111不僅集成了帶有模擬控制器的MCU，還包括功率MOSFET驅動(dòng)器和一個(gè)中壓LDO。此器件的工作范圍非常寬，可達4.5-32V，只需要極少的外部元件，并且在模擬控制中引入了前所未有的靈活度。

電源轉換行業(yè)持續向更具靈活性和可定制性的數字電源轉換技術(shù)過(guò)渡，而模擬電源轉換技術(shù)將繼續提供具有成本效益的高性能電源轉換解決方案。二者的結合，無(wú)論是稱(chēng)之為復合型電源轉換、混合信號型電源轉換還是簡(jiǎn)單的模擬加數字電源轉換，都引入了一種獨特的性能、靈活性和成本平衡，這在許多不同種類(lèi)的應用中極具吸引力。

圖1 MCP19111 框圖