總的來(lái)說(shuō)，電源管理沒(méi)有純粹的數(shù)字或模擬方案。以模擬控制架構(gòu)為例，其內(nèi)部脈寬調(diào)制電路即包含了數(shù)字電路，例如：時(shí)鐘、門(mén)電路等(如BobMammano設(shè)計(jì)的SG1524)。三十年后，數(shù)字脈寬調(diào)制(PWM)成電路同樣也包含了明顯的模擬電路，如：ADC、基準(zhǔn)源、放大器等。因此，正確的方案選擇取決于電路功能的合理劃分，而正確的劃分又與當(dāng)前可以利用的技術(shù)和系統(tǒng)需求有關(guān)。因此，當(dāng) 前的劃分標(biāo)準(zhǔn)可能不同于將來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　目前，為了滿足系統(tǒng)誤差的要求，一個(gè)理想的系統(tǒng)應(yīng)能提供較高精度，要求電源具有更小的體積，而且滿足高速通信、高速處理系統(tǒng)中微處理器或ASIC對(duì)電源容限的苛刻要求�；鶞�(zhǔn)精度一般為1%，而最新的處理器、ASIC電源要求誤差不超過(guò)幾毫伏。工作在低壓狀態(tài)時(shí)，要求優(yōu)于1%的精度，而且在高溫情況下也必須滿足這一精度要求，目前大多數(shù)系統(tǒng)的工作溫度范圍為0℃～85℃。

　　由于多處理器核或小尺寸處理器對(duì)應(yīng)的I/O口對(duì)于不正確的壓差所引起的“閉鎖”現(xiàn)象非常敏感，電源的跟蹤與上電順序也非常關(guān)鍵。復(fù)雜的電路板需要多電源供電，因此對(duì)上電順序和跟蹤的要求也更加嚴(yán)格。這些功能利用模擬技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)，而數(shù)字技術(shù)則可解決這一復(fù)雜問(wèn)題，提供精確、簡(jiǎn)單的方案。

　　表1

　　表2
　　高端系統(tǒng)要求近乎為零的故障時(shí)間，因此，對(duì)于冗余系統(tǒng)的監(jiān)控也十分重要，以確保系統(tǒng)可靠工作。這就需要了解產(chǎn)生電源故障的原因和過(guò)程，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)采取迅速的解決措施。用模擬技術(shù)構(gòu)建監(jiān)控電路需要很多分離元件或?qū)Ｓ秒娐�。有些系統(tǒng)由于受體積、價(jià)格及復(fù)雜度的限制，不得不簡(jiǎn)化了監(jiān)控環(huán)節(jié)，導(dǎo)致較低的系統(tǒng)可靠性。對(duì)于數(shù)字系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，提供這種系統(tǒng)檢控幾乎不需要增加系統(tǒng)成本。在數(shù)字系統(tǒng)中，用于數(shù)字引擎操作的信息采用數(shù)字格式，可以很容易地增加通信容量。

　　為了快速占領(lǐng)市場(chǎng)、支持產(chǎn)品的需求，設(shè)計(jì)人員常常在很倉(cāng)促情況下開(kāi)發(fā)ASIC，甚至沒(méi)有經(jīng)過(guò)完整的評(píng)估就投入使用。從而使產(chǎn)品在投放市場(chǎng)的過(guò)程中處于兩難境地，一方面可能需要昂貴的招回成本，修改工作電壓、監(jiān)控電路及上電順序控制;另一方面可能忽視系統(tǒng)的可靠性，為系統(tǒng)的后續(xù)使用埋下隱患。這兩種情況都違背了零失效時(shí)間的系統(tǒng)要求，這時(shí)，比較明智的選擇可能是數(shù)字方案，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編程，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)方便、透明的系統(tǒng)升級(jí)。 

　　圖1：基本數(shù)字處理功能，基于MAX8688數(shù)字控制/監(jiān)測(cè)IC

　　圖2：可控制、監(jiān)測(cè)4路電源的系統(tǒng)

　　方案的折中考慮

　　從目前的系統(tǒng)及不斷涌現(xiàn)的需求看，利用模擬方法解決所有問(wèn)題顯然不能滿足發(fā)展的需求。目前，很多用戶在考慮數(shù)字方案時(shí)，比較關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題是“閉環(huán)問(wèn)題”。對(duì)于大多數(shù)工程師來(lái)說(shuō)，數(shù)字電源意味著一個(gè)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、讀寫(xiě)信息、更改設(shè)置、無(wú)需改變硬件進(jìn)行升級(jí)的系統(tǒng)，在數(shù)字域完成這些操作無(wú)需閉環(huán)反饋。

　　對(duì)于選擇數(shù)字電源還是模擬電源這個(gè)問(wèn)題，其原則應(yīng)該是“合適就好”。如上所述，數(shù)字或模擬方案都不能保證所用功能的最優(yōu)化。每種方案都有其固有的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，正確的系統(tǒng)分析有助于為具體的應(yīng)用提供最合理的解決方案。

　　表3：模擬與數(shù)字電路分析

　　上表中的脈寬調(diào)制電路(PWM)可能最好保留模擬架構(gòu)，它主要由基準(zhǔn)、誤差放大器、比較器和電壓斜波電路組成，有些方案還包括滯回電路。任何情況下，保留這些基本的模擬電路單元都是比較理想的選擇，它占用更小的硅片面積，也更便宜。PWM控制IC包括許多其它單元(電壓調(diào)節(jié)、MOSFET驅(qū)動(dòng)、遠(yuǎn)端檢測(cè)放大器、欠壓鎖存電路及過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路)，但大部分電路不受PWM電路形式(模擬或數(shù)字)的影響。

　　對(duì)保護(hù)電路的需求沒(méi)有改變，但要求電路在發(fā)生故障時(shí)做出快速響應(yīng)，一般要求在幾個(gè)ns以內(nèi)。采用最快的并行比較型ADC結(jié)構(gòu)，可以提高數(shù)據(jù)量化的速度，但更多的響應(yīng)時(shí)間由判決引擎(處理器或狀態(tài)機(jī))決定。考慮到驅(qū)動(dòng)鏈路固有的傳輸延時(shí)，所產(chǎn)生的總延時(shí)是難以接受的。因此，過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)功能需要放在模擬電路側(cè)。

　　對(duì)于電流的測(cè)量，通常需要一個(gè)低失調(diào)、高線性度、高共模抑制比的差分放大器。這些要求不受量化數(shù)據(jù)的影響，只能通過(guò)高性能模擬電路才能滿足這一嚴(yán)格的要求。實(shí)際設(shè)計(jì)中，無(wú)論是否量化數(shù)據(jù)，電流和溫度的監(jiān)測(cè)需采用模擬方案。

　　不管采用數(shù)字方案還是模擬方案，基準(zhǔn)源都是必需的。在數(shù)字系統(tǒng)中，它為ADC提供參考電壓，從某種程度上講這也更傾向于模擬設(shè)計(jì)。ADC為數(shù)字輸出，但決定其精度與線性指標(biāo)的是模擬電路。為此，我們把基準(zhǔn)和ADC都放在了表3的左側(cè)。

　　顯然，通信電路屬于數(shù)字部分，非易失存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)電源設(shè)置。不管是處理器還是狀態(tài)機(jī)，都是數(shù)字方案的控制核心。DAC包含大部分模擬電路，但是，考慮到數(shù)字電路在DAC中的重要地位，我們將其置于表格右側(cè)。 

　　另外一項(xiàng)有價(jià)值的數(shù)字技術(shù)是低速控制回路，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)模擬輸出的精度。該任務(wù)不可能由模擬電路實(shí)現(xiàn)，而是