功率转换及管理的数字控制

　　应用

　　市场上有多种不同级别的大批量功率转换器，按每瓦特成本由低至高依次为：直流-直流非隔离3~15W (蜂窝电话、PDA及手持式设备)、直流-直流非隔离15~250W (负载点及VRD/VRM) 嵌入式设备及模块、高至2000W 的隔离式交流-直流，以及隔离式直流-直流机板贴装式功率模块 (全调整、半调整和直流-直流变压器)。

　　低功率手持式设备主要采用模拟功率控制及数字功率管理。

　　数字功率控制及管理技术最早是用于高档电脑及图像处理领域 (VRM/VRD)，紧接其后的是网络通信 (数据通信及电信) 及存储系统。负载点 (PoL)、嵌入式设备或模块及隔离式直流-直流模块是网络通信中首选的解决方案，而存储系统则同时采用VRDs/VRM及PoL。这些应用皆采用数字硬连接或混合式逻辑结构。不同类型的交流-直流系统采用μC、DSP或DCP控制及功率管理技术，也有越来越多隔离式直流-交流反相器和隔离升压直流-直流转换器加以仿效。

　　不论是哪种应用，操作模式的改善都有助于提升低负载环境的运作效率。这包括相位的减少、脉冲跳行、更低栅驱动电压和更低的开关频率。至于在全负载的环境下，运作效率的提升则源于更低的导通状态电阻 (更完善的场效应管) 和革命性的拓朴技术。

　　要为数字结构创优增值，创造更大利润及提高生产量，企业必须超越“莫尔定律”。

　　挑战

　　外来挑战包括市场惯性的转变，包括工程师和硬件两方面。硬件的挑战基于用户量大但缺乏数字接口。另外，市场分割使营销人员难以为产品赋予定义，并且要求所有人都采用新技术;而市场对新技术的抗拒 (例如基于高价钱及“Z系列”的专有通信总线) 或因为害怕IP诉讼而延迟采用都带来挑战。与此同时，操作不便的图像用户接口、不完整的操作指引文件，都有可能增加客户及分销商的操作培训时间。另一方面，现有模拟技术的竞争相当激烈，各家厂商纷纷降价和推出新产品来争吃市场大饼，甚至制造种种的恐惧、不确定、怀疑现象以吸引用户。此外，购买量少和低利润往往对新用户造成了障碍。

　　内部挑战之多、严重性之高绝对不下于外来挑战。学习时间之长、设计上的限制，加上检验和确认程序的资源需求，都拖慢了产品面市的时间，甚至使产品损失市场份额。可配置数字控制器的设计检验程序理论上是无穷无限的，而检验和确认方法及工具不足够，也使问题进一步恶化。此外，模拟与数字工程资源更需要互相协调和配合。

　　最后，我们不应该忽略另一个重大的挑战，那就是企业文化往往影响了采用新技术的态度和想法。“我们的产品、资源、时间和市场不足够”这种观念绝对不应再成为限制因素。