数字电源实现的技术瓶颈问题分析

    目前数字电源依然存在高速/高精度的ADC技术问题（数字电源反馈输入）;高速/高精度的电源PID调节或者其他算法的PWM调节;高速/高精度的PWM输出问题（数字电源DAC输出）。

    很多的32位DSP/ARM片内的高速10位、12位ADC，作为高速ADC采集可用于高频开关电源，但是其信号输入范围一般是0~3.0/3.3V，工业现场通常的模拟输入范围正负10V却没有任何一款DSP或者ARM片内ADC能解决，只能在外端加入信号调理电路.ADI等少数几家著名的模拟器件厂商的产品目录中虽然有完全符合高速、高精度（16bit~18bit）、输入信号范围正负5V到正负10V的ADC产品，但是在中国大陆却极少见到成功的产品应用纪录，这其中的问题恐怕只有正在调试这些器件的工程师们心里面清楚。

    高精度的电源PID调节或者其他算法的PWM调节在目前流行的32位DSP或者ARM处理器看来并不是个问题，但是如果要加上高速两个字，很多软件工程师恐怕就要皱眉头了。以TI运动控制领域的当家花旦TMS320F2812为例，如果电源设备的开关频率达到300KHz，在150MHz的系统频率下，留给软件工程师的任务是在500个DSP指令周期内完成ADC输入数据处理、电源PID函数调节等实时性要求最为苛刻的任务。如果要想避开电力电子器件在周期开通/关断时造成的谐波，ADC在器件开通的中间时刻采样，那么计数器采用UP-DOWN方式计数在计数周期值处同步触发ADC采样，这个时候软件工程师的可利用DSP指令周期就只剩下可怜的250个了，电源PWM调节任务相当艰巨！

    如果说ADC问题可以外扩高速、高精度器件解决，电源PWM调节可以选用更高速度的DSP/ARM/FPGA来完成，那么最后一个高速/高精度的PWM输出问题，也就是高速数字PWM的分辨率问题，就只能靠提供DSP/ARM/FPGA的国际大厂商解决了。其实数字PWM的分辨率在开关电源的中低频范围内不成问题（这也是TI的C28XDSP能在电机驱动、变频器等领域大行其道的一个重要原因）;但是到了高频开关电源，或者高精度电源领域，这个问题马上就变得很突出了。为什么高频、高精度数字开关电源国内依然是一片空白，大家用数字PWM分辨率的计算公式算一算会很清楚。 <