關于數字電源，不同公司有不同的定義，不同客戶對數字電源性能的要求也不同。而自從德州儀器（TI）收購美國國家半導體（NS）后，不管你是如何定義數字電源，不管你在乎的是數字電源的哪一部分，TI都能提供相應的解決方案。TI的數字電源產品也有不同的分類，如非隔離式與隔離式、半數字（核心是模擬的而接口為數字的）以及全數字解決方案。

    UCD3138是一款被TI寄予厚望新一代隔離式電源數字控制器，TI期望它可以改變整個數字電源的前景。近日，在TI龍年的首場發布會上，TI高性能隔離式電源產品線經理Brian McCarthy以及TI電源管理產品業務發展經理程文濤先生在介紹UCD3138優勢的同時也談到了從模擬電源轉為數字電源的原因和挑戰。

圖1 TI高性能隔離式電源產品線經理Brian McCarthy

    Brian說：“以前可能有人認為輕負載效率是從模擬電源轉為數字電源的重要原因，而人們逐漸發現其實集成度和整體方案的成本才是最重要的因素。這在服務器和電信領域體現的特別明顯。例如，在服務器中有功率計量的要求，如果用模擬方案需要很多器件，而類似UCD3138這樣的數字電源方案本身就直接支持該功能；在測量PF值、THD值時數字電源也具有絕對優勢。”

    目前，越來越智能的電信產品對電源精度要求越來越高，新興國家特別是中國的電信市場（如服務器）迅速增長，UCD3138也就應運而生了。Brian表示：“TI絕大多數競爭對手還在做非隔離的電源解決方案，而UCD3138是首款針對AC/DC 及隔離式DC/DC 電源優化的高集成度、可編程數字電源控制器。模擬電源高速的處理能力是數字電源無法比擬的，而人們又希望從數字電源獲得靈活性。可見，軟件的可編程性與高速信號處理是相互矛盾的，因此TI設計了將環路控制/輕負載管理與監控以及通信分離的特定硬件架構（如圖2所示），只要給針對環路控制的可配置狀態機設置相關參數就可以讓控制器直接從硬件實現相關功能，實現了高速的處理能力，且不必占用微處理器的資源，能明顯減少功耗。”

圖2 UCD3138將環路控制／輕負載管理與監控以及通信分離的特定硬件架構

    UCD3138為隔離式設計帶來的靈活性與高性能還體現在：能在多個平臺上重復使用硬件設計；通過調節參數能夠針對每項應用優化性能與控制；結合了強大的32 bit微處理器、高速高精度數據轉換器、多個可編程硬件控制環路以及不同的通信引擎。

    從模擬電源轉為數字電源的另一大挑戰是：全模擬方案已經使用很長一段時間，而且也很成熟了，一些資深的模擬工程師并不太熟悉編程，如何讓他們共享UCD3138帶來的好處呢？答案是GUI。Brian高興地表示：“TI提供的Fusion Digital Power Designer 圖形用戶界面(GUI) 軟件工具可高度靈活地配置重要的電源參數，提供遙測、日志以及通信功能。此外，TI還為設計人員提供了數款數字電源開發工具，包括功能豐富的全電壓評估板、開發套件、參考設計、應用固件源代碼、編程人員手冊以及 Code Composer Studio軟件開發環境等。這些都使得從模擬電源到數字電源的轉變更加快速、方便。”

    UCD3138 的其他主要特性與優勢有：提升峰值及輕負載效率，該器件具有許多可提高效率的控制功能，包括同步FET 軟開關控制、動態相位切換、動態頻率調整以及動態模式開關等；支持所有隔離式電源拓撲，該控制器支持單相位、雙相位交錯式或無橋功率因數校正、硬開關全橋、相移全橋、共振LLC 以及其他拓撲；集成所有基本保護特性，該器件可實施峰值電流模式控制、逐周期峰值電流限制、高速輸入電壓前反饋以及過壓、過流及過溫保護等。

     Brain還以一個PMBus智能端對端系統電源管理方案為例（如圖3所示），向記者展示了TI不同電源產品在其中的應用。其中，LM5066是NS帶來的優秀產品，彌補了之前TI在這方面的技術。UCC2752x系列是TI最新推出的針對電信及服務器電源推出業界速度最快的4A和5A雙輸出MOSFET 驅動器。Brain強調：“TI的產品從MOS管到偏置電源再到驅動器、控制器等，是開關電源一站式的服務商，能夠提供完整的電源解決方案。選擇TI，客戶就只需要選擇一種工具、一套GUI。UCD3138及其后續產品將越來越多地被設計者們采用，希望它們能徹底改變數字電源的前景。”

圖3 PMBus智能端對端系統電源管理方案