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标题: 约1美元的超低价DSP将改变电源 [打印本页]

作者: 乏味 时间: 2010-7-20 08:57
标题: 约1美元的超低价DSP将改变电源
《日经电子》最新号（2010年7月12日号）的综述报道“开始普及的数字电源”将关注焦点对准了“数字电源”。

数字电源是指通过MCU对DC-DC转换器、AC-DC电源、逆变器（DC-AC电源）及功率因数校正电路（PFC）之类的电源电路进行控制。

虽然说起“用MCU进行控制”等，听起来似乎理所应当，但在电源电路这个领域长期以来的常规做法是，利用运算放大器（误差信号放大器）与被动部件配套进行模拟控制。如果把范围缩小到UPS（不间断电源装置）等一部分大型且昂贵的设备的话，电源的数字控制从10多年前就已开始运用，但在普通的开关电源中，借助软件的全数字控制型产品还是少数派。“虽然技术先进，但因为成本高，所以用不起”，这就是对数字电源的普遍评价。

这种状况在近1年来开始逐步发生变化。

此前数字电源最大的瓶颈问题——控制IC的价格现在已开始大幅下降。以前，说起数字电源，采用10美元以上的高性能DSP作为控制IC是十分普遍的，但近几年来售价仅为约1美元～数美元、与普通通用MCU相当的廉价DSP开始面世。与单芯片的闪存MCU不同，这种产品融合了具有DSP特点的因素，因此，近年来各半导体厂商根据“MCU（Microcontroller）”与“DSP（Digital Signal Processor）”融合的意义上，有时将这些产品称为“DSC（Digital Signal Controller）”等。本文暂将其称为“DSP MCU”。

DSP与MCU融合的历史，可以追溯到10多年前。《日经电子》曾在1999年8月编写了名为“扬帆起航的DSP MCU”的专辑。当时，DSP与MCU这两种架构融合的重点在于媒体处理，而现在DSC（DSP MCU）的焦点则是电源及马达等的“反馈控制”。

“虽然不需要像处理图像等高性能DSP那么巨大的带宽，但要想提高循环处理的吞吐量（Throughput）/电力效率，DSP架构还是具有相当大的吸引力”“虽然单芯片闪存MCU的轻便性及无针脚化颇具吸引力，但通用MCU的循环处理及外接（Peripheral）功能过于薄弱”……。面对这些用途，16bit～32bit的固定小数点式DSP MCU（DSC）开始逐步扩展。可以说，力争通过提高控制水平以实现节能的“智能电网”、“智能房屋”等也属于应用范围。

虽然日本半导体厂商所擅长的马达控制用MCU也可以称为一种“DSC”，但通常情况下电源电路大多需要比马达高出约1位数的开关频率。因此，与日本大型MCU厂商生产的马达控制用MCU相比，近年来数字电源专用DSC的PWM输出的功能及性能得到了大幅强化。

开关电源电路的数字控制将带来一场巨大的产业模式变革（Paradigm Shift），此前清一色都是模拟技术人员的电源设计岗位上将“迎来软件技术人员”。

此次笔者采访电源厂商后的感触是，模拟技术的资深技术人员与懂得编程的年轻技术人员联合承担数字电源设计的例子相当多。虽然对这种“了解编程知识的年轻技术人员”的培育，无论在哪个企业里都是当务之急，但这也许是一个必需花费相当长时间才能解决的问题。

无论如何，随着超低价DSP的面世，开关电源即将正式接受数字化的洗礼。“模拟”与“数字”两技术的比翼齐飞，有望带来什么样的革新呢？对于今后的技术发展，笔者非常乐观。（日经BP社记者：进藤智则）

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