还为用哪种电源发愁吗？数字电源价值与优势探讨

图5：根据负载运行状况实时对电源轨电压进行调整3.数字电源应用对系统长期可靠性的帮助

几乎所有的ZL系列数字电源都带有自动补偿功能(Auto Compensation)，数字电源的自动补偿功能用来帮助设计工程师对电源设计中复杂的反馈环路进行设计的辅助工具。

但是使用自动补偿还可以实现其他一些有用的功能，例如帮助提高系统的长期可靠性。

ZL系列数字电源中数字补偿回路的参数包括以下三个参数：Gc,Fn和Q，其中Gc为增益，这个值用来补偿功率通路直流增益的不足，增加低频增益，以达到更加紧密的输出电压调节精度。Fn为自然频率，用来补偿系统中输出滤波器件在谐振频率处产生的双极点，以保证电压的设计更加稳定可靠。而Q值则是一个逼近电源本身输出滤波器件品质因素的参数，当电源本身的品质因素发生变化的时候，补偿的Q值就会随之变化，以补偿这部分的变化。而对于自动补偿器件来说，这三个参数是可以根据电源的设计自动产生的，只要将自动补偿功能启动，就可以产生一套参数。

那么通过观察系统补偿值的变化，我们是否就可以了解系统中的各个分立器件参数的变化情况呢？带着这个问题，进行了研究。下面以ZL8101为基础设计的1V30A的数字电源的轨作为例子，对电源进行自动补偿测试，比较在不同情况下得到的自动补偿结果，得到如下表的参数：

表1:不同系统状况下的自动补偿参数

对比上面三组参数，很明显，在输出电容不同的情况下，补偿参数中的Q值有明显的变化。这个说明了什么呢?

对于Q值，前面说过，其和整个电源轨的品质因素有直接关系，它是补偿电源轨功率通路品质因素的，当功率通路品质因素发生变化的时候，Q值当然也应该发生变化，只有这样我们才能得到一个稳定的补偿回路，系统才能够可靠的工作，这结果即得到了不同情况下单自动补偿参数值，也从侧面反映了自动补偿功能的可靠性。

而对于数字电源来说，一个电源轨中除了功率通路之外，就是数字控制器本身，外围其他电路已经被减少到了基本没有的地步，所以功率回路和数字控制器就是最主要的器件了，我们只要保证了这两种器件的可靠性就可以保证整个电源轨的可靠性，从而保证整个系统的可靠性。而对于半导体器件，本身的可靠性非常高，失效率也极低，一旦设计完成，他的失效率就基本可以忽略不计;对于磁性元器件，由于其是物理结构，在整个生命周期中都比较稳定，在不受外界应力干扰的情况下，失效率同样极低;只有一个器件是容易产生失效的，这个器件就是输出级的大容量储能电解电容，电解电容的失效率会随着工作时间增加而增加。在使用模拟电源产品的时候，系统的可靠性是由第一次设计来保证，但是在设计的时候是不会考虑到电容失效这种情况的，设计出来的电源产品只能在保证电路主要器件完好情况下的可靠性，就是说如果输出电容发生失效，或性状发生变化的时候是不能保证电源正常工作可靠性的，而电容是否发生故障或者会什么时候发生故障，这个是没有办法知道的，所以模拟电源的长期可靠性也无从监控或者追踪。但是通过这个实验，使用数字电源的自动补偿功能，首先我们能够在输出电容发生变化的时候，仍然保证系统的稳定性和可靠性。其次，当输出电容发生变化后，我们可以通过自动补偿功能检测到这个变化，从而预先防止电源的进一步恶化，在整个系统出现较大问题之前我们就可以知道并且更换掉即将失效的器件，从而可以有效的阻止整个系统的崩溃。

使用数字电源的系统，我们能够通过检测系统在长期使用过程中的自动补偿参数值的变化，进行统计学的对比，从中了解到系统中的某些元器件的老化程度，从而决定是否需要及时的进行系统维护和元器件更换。这即增强了系统的长期可靠性也为系统长期可靠性的评估提供了一个可行的办法，并且所有的这些工作都只需要通过远程访问系统中的数字电源就可以实现，从而可以有效的降低系统后期的维护费用和成本，有非常重要的实际意义。

综合上述得到的使用数字电源的优点，以及传统来说使用数字电源得到的外围分立元器件的减少和系统的更加智能化，数字电源应用的优势就显得异常突出了。业界还有什么理由来拒绝使用数字电源产品呢？