芯耀
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模擬電源和數字電源之爭已經進行了好多年，總體來說各有優(yōu)勢。模擬電源因為發(fā)展時間長，其設計為用戶所熟知，已經積累了許多優(yōu)秀的資料、仿真工具包和應用手冊。還有眾多廠商提供的大量低成本集成電路，其封裝了許多功能，從集成柵極驅動器及開關到電流感應和保護，因此模擬電源的市場占有率仍然偏高。但是數字電源有著自身固有的優(yōu)勢，模擬電源無法代替，因此在電源領域數字集成顯然是個趨勢。
各家模擬電源廠商也在數字電源領域不斷發(fā)力，力圖用最新的技術推動這個數字電源市場的發(fā)展，預計全球數字功率半導體市場到2017年會增長到124億美元，服務器是數字電源的最大單一市場，從現(xiàn)在到2017年該領域的復合年度增長率將達44.8%。這一市場預期是否能如愿實現(xiàn)？要看技術的發(fā)展和推廣力度。Microchip在這一領域已經深耕多年，如今又推出了dsPIC33EP“GS”系列數字信號控制器（DSC）產品，將數字電源性能向前推進一步。
負載10%效率可達90%
上圖為CSCI效率要求圖，“縱軸是效率，橫軸是負載，在這里其實有2個標準，鈦金標準和鉑金標準。如果想達到最高的鈦金標準，就必須在負載達到50%的時候，實現(xiàn)效率達到96%。更為困難的是在負載10%的時候，效率達到90%。要想實現(xiàn)第二個目標，如果采用模擬技術就非常困難。因此很多客戶轉用數字技術，也就是采用Microchip dsPIC單片機技術，能夠實現(xiàn)在負載10%的時候效率達到90%?！盡icrochip 16位單片機部門產品營銷經理 Tom Spohrer強調。
讓高可靠性系統(tǒng)處于“永遠工作”狀態(tài)
很多設備需要一直處于工作狀態(tài)，比如服務器，它的停歇會給用戶帶來極差的用戶體驗，如果你在雙十一正在搶商品忽然發(fā)現(xiàn)服務器停機了，想必你會非常懊惱，如果能夠對天貓的服務進行點評，你會當仁不讓畫上一個大大的差評。那么Microchip是怎樣做到的呢? dsPIC33EP‘GS’系列使用的是雙閃存分區(qū)的方式。現(xiàn)有代碼在第一個閃存分區(qū)運行，更新的那部分代碼在第二閃存分區(qū)運行。兩者之間的轉換時間可以在300納秒之內完成。這樣的話就可以在PWM的中間實現(xiàn)。整個電力供應過程不受任何影響，代碼更迭就已經完成了。
多個現(xiàn)場選擇寄存器實現(xiàn)瞬時切換
以前的控制器只設有一個現(xiàn)場選擇寄存器，而這款設備設有三個，這樣就可以實現(xiàn)現(xiàn)場選擇寄存器實現(xiàn)瞬時切換。補償器在ADC進行中斷的過程當中進行計算，只有ADC當中出現(xiàn)一個新值，中斷的時候就可以計算下一個PWM的值。從上圖看到總共有三個工作寄存器，有一個是正常使用的工作寄存器，還有另外兩個備用。當一個ADC設定在某一個中斷服務級別的時候，比如說設定六級，一旦達到這一中斷服務級別水平時，就可以使用另外的寄存器。
Tom Spohrer 強調，“這種寄存器的設置方式之所以能夠提升整體性能，是因為它能夠提前將這些數據進行加載，而不用把新的值推送到現(xiàn)有的堆棧當中來進行計算，并且在這個過程中省去了很多內容保存的時間。補償器速度最高能夠提高達到50%，這也顯著縮短了控制環(huán)的延遲，使得整個電源供應的性能得以大幅度提升?！?/p>
三極點三零點補償器性能對比
如上圖，將新老兩款產品的性能進行對比?！皩τ陔娏獊碚f關鍵的一點是從觸發(fā)到模擬信號、到PWM更新，這一段時間的速度到底有多快。對于第二代50兆赫茲的產品，它的ADC第一步轉化需要用600納秒，中間中斷服務100納秒，補償器計算大概是1.1微秒多，所以總共是不到2毫秒的速度。dsPIC33EP“GS” 系列產品是70兆赫茲，ADC速度比上一代產品快一倍。并且ISR介入的時間點比第二代產品更早，有一部分重合時間，所以在模擬信號進行轉換的時候，它就可以進行中斷。同時，補償器的計算也比之前一代要快一倍。此外，還有現(xiàn)場選擇的計算器和更快的時鐘。因此，全新系列產品的運行速度比上一代快兩倍以上?！?Tom Spohrer 補充。
除了以上優(yōu)勢之外，dsPIC33EP‘GS’系列包括多達5個12位ADC，可提供16Msps的總吞吐量和300納秒的ADC延遲。此外，dsPIC33EP“GS”器件的四個模擬比較器均配有12位DAC，用于精度要求更高的設計。兩個片上可編程增益放大器可用于電流檢測以及其他精密測量。而在新器件上集成這些高級模擬放大器可減少所需外部元件的數量，從而節(jié)省成本和電路板空間。
從DEMO演示中可以看出分界線的兩側波形十分平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)波動。
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