为电源添加数字控制可能并不新鲜，但市场驱动因素的组合正在推动一系列令人惊讶的行业领域采用数字电源。数字电源的优势显现电源中的数字控制是一个广阔的领域，从基本的数字信号（例如开/关）到传统的模拟控制器，再到更复杂的操作，包括数字信号处理器(DSP)。虽然后者代表了额外的成本，但芯片价格的快速下跌和制造商日益复杂的需求意味着采用率正在飙升。全数字电源有明显的好处，主要是因为它们大大提高了灵活性。针对不同应用，甚至环境因素和系统性能变量调整电源性能特征的可能性，开辟了广阔的实际利益领域，尤其是成本节约。由于带有DSP的最新微控制器可以在每个开关周期对输出电压进行采样，因此监控故障和状态条件、响应警告和事件记录都是以前需要更改硬件的实用选项。在工业物联网(IIoT)设备的需求和部署不断增加的世界中，这种灵活性非常强大，通常在物理访问极具挑战性的应用中。此外，由于多种原因，其中许多设备都位于网络边缘，因此在此级别进行实时监控的价值是有益的，尤其是对于预测性维护和提高效率而言。IIoT价值：一切尽在数据中智能工厂或工业4.0制造应用特别适合数控电源。详细的日志记录可以与AI工具或仪表板中的其他数据集成，以确保性能参数的实时管理。一个隐藏的好处是可以从这些日志中提取历史性能数据的“数据湖”，从而大大增强预测性和预防性维护建模。可编程、坚固的电源要求这种数字可编程性在坚固的组件及其预期工作环境中变得尤为重要，从而延长产品寿命和提高功耗。通过将电源性能映射和匹配到系统功率预算来优化能耗在热变化可能影响标准性能的更极端条件下具有特殊价值。因此，对数字电源感兴趣的不仅仅是工业物联网公司。根据最近的一份分析报告，全球军事需求正在迅速增长，特别是由于数字电源管理提供的改进。军事和电信兴趣加速TransparencyMarketResearch的一份报告预测，全球下一代军用电源市场预计到2026年价值201.117亿美元，预测期内（2018-2026年）的复合年增长率为5.2%。根据TMR分析，可编程电源部分占据最大的市场份额，预计到2026年将以5.5%的复合年增长率增长。电网电源质量不稳定引起的电子设备——无论这种不稳定是由日常环境因素还是恶意行为引起的。数字可编程和坚固电源的另一个主要增长市场当然是电信行业，它需要可以安装在电信塔中的坚固电源。这些塔面临着各种各样的挑战，从海岸附近的高盐度海洋环境到尘土飞扬的城市地区以及介于两者之间的一切。将维护成本保持在最低水平对于控制利润率至关重要，尤其是在考虑到5G网络升级的新成本时。实施优势和提示下具体的应用程序。虽然数字电源管理的主要优势（例如降低成本和组件数量、缩短开发时间以及增加DC-DC转换器选项）吸引了很多关注，但这里也存在设计挑战。主要考虑因素包括一般电源设计要求，例如减少不需要的纹波和管理直流电阻(DCR)，以及特定的数字电源管理挑战，最关键的是控制算法和固件设计。事实上，这些都是许多延迟实施数字电源管理的原因。控制算法尤为重要。虽然它可以“即时”优化和更新，但在设计过程的早期拥有足够的专业知识至关重要。核心设计挑战之一是稳定性，这在传统上迫使模拟系统采用一系列昂贵的补偿技术。数字电源管理系统可以应对这一挑战，为无补偿电源转换器提供高带宽和改进的瞬态响应。这是通过创建一个提供逐周期相电流平衡的全合成电流控制环路来实现的。这对于广泛用于渲染和人工智能(AI)操作的大型CPU、FPGA或ASIC阵列的复杂多相电源尤为重要。数字电源管理的一个主要优点是每个设置都可以通过软件进行控制和监控，从而更容易设计和调整环路。不过，隐藏的好处是在调试时，因为电源的状态和状况会立即清楚。随后在软件中近乎实时地调整滤波器和补偿噪声条件的能力增加了灵活性，以应对出现的任何特定挑战并加快流程。最后，由于电源应以最佳水平运行，因此热性能应该非常出色，并且在许多情况下可以优化甚至省略气流和散热器等冷却。这有助于实现纤薄的设计，更容易适应有限的空间和机柜。未来：结合模拟和数字不难看出为什么电源的数字控制正在全面展开。好处包括提高灵活性和降低运营成本，延长在崎岖和难以进入的位置的使用寿命，以及与更广泛的IIoT策略（如预测性维护和建模）的集成。虽然模拟控制仍然可以在简单和低功耗的应用中发挥作用，但正在发生的革命确实将是数字化的。
