在節(jié)能趨勢催化下，數(shù)位電源已打進(jìn)PC和通訊領(lǐng)域等主流市場，并逐漸滲透至其他電子領(lǐng)域。由于數(shù)位電源可減少周邊元件數(shù)量，并擁有更優(yōu)異的即時控制與軟體配置功能，將逐漸接替類比電源的地位，快速擴(kuò)大市場滲透率。

關(guān)于交換式電源設(shè)計(jì)方案，數(shù)位電源已成熱門話題，然而，一般工程師直覺反應(yīng)就是為何要跳脫熟悉的類比設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)而追求數(shù)位電源。主要塬因即為市場須要較傳統(tǒng)類比電源更高性能，且成本相去不遠(yuǎn)的新一代電源控制解決方案。

尤其在云端運(yùn)算(CloudComputing)服務(wù)蓬勃發(fā)展之際，伺服器激增導(dǎo)致大量耗電，讓資料中心業(yè)者對設(shè)備節(jié)能要求更加嚴(yán)格；而用戶端設(shè)備也訴求長時間待機(jī)能力，促使電源設(shè)計(jì)架構(gòu)翻新。種種新的節(jié)能要求，無疑也為壯大數(shù)位電源設(shè)計(jì)助一臂之力。

數(shù)位電源定義分兩類

數(shù)位電源一般有兩種定義可循，首先是帶有數(shù)位介面的電源設(shè)計(jì)，例如電源管理匯流排(PMBus)和I2C的模擬電源解決方案。其中的數(shù)位介面功能因產(chǎn)業(yè)需求而異，從只報告基本的狀態(tài)監(jiān)測資料，包括電壓、電流和溫度等參數(shù)，到能夠改變類比調(diào)節(jié)器內(nèi)的功能。這類產(chǎn)品通常具有電壓模式、電流模式或其他模式的類比閉環(huán)功能。

至于第二種定義則屬于正統(tǒng)的純數(shù)位控制電源，其數(shù)位域中包含一種閉環(huán)功能，通過閉合環(huán)路，讓用戶幾乎能控制每一種有關(guān)電源調(diào)變的功能。設(shè)計(jì)數(shù)位電源的主要動機(jī)就是以具有競爭力的價格實(shí)現(xiàn)更高的控制、效率和遙測水準(zhǔn);同時整合典型的模擬功能，進(jìn)一步縮小晶片尺寸和降低元件數(shù)量，促進(jìn)輕薄化電子設(shè)備的設(shè)計(jì)成形。

數(shù)字電源設(shè)計(jì)方式多樣

至于數(shù)位電源的設(shè)計(jì)方式，一般可分為叁類，包括第一種以數(shù)位訊號處理器(DSP)或微控制器(MCU)為核心的方案，第二種采用現(xiàn)場可編程閘陣列(FPGA)，以及第叁種以專用狀態(tài)機(jī)為主的設(shè)計(jì)形式。

通常系統(tǒng)功能要求愈復(fù)雜，采用DSP或MCU的可能性就愈高，而此類設(shè)計(jì)要求電源工程師能利用內(nèi)核編寫和編譯代碼，同時也要提升管理軟體品質(zhì)與安全問題等，故高階交流對直流(AC-DC)電源通常采用DSP。至于以MCU構(gòu)成的類比模組來達(dá)成數(shù)位電源設(shè)計(jì)并不理想，雖同樣能提供很多功能，且比FPGA或狀態(tài)機(jī)提供的更多，但器件很少能達(dá)到最佳性能。儘管MCU很靈活，但并不常用于高性能系統(tǒng)。

與此同時，F(xiàn)PGA則很少用于數(shù)位電源，因其不一定具有合適的類比轉(zhuǎn)數(shù)位介面;另外，狀態(tài)機(jī)屬于專用器件，其邏輯閘數(shù)和成本最低。對于需要高靈活性的設(shè)計(jì)而言，工程團(tuán)隊(duì)須考慮、規(guī)定和實(shí)現(xiàn)各種特性，可與任何具有足夠特性的解決方案一樣靈活。