數字電源電路

A. 數字電源的組成結構

數字電源的關鍵數字器件有數字電源驅動器、數字電源PWM控制器和數字信號處理器等。 目前，數字控制電源驅動器晶元中比較典型的應用有美國德州儀器公司(TI)公司的UCD7100/7201晶元。二者的區別是：UCD7100為單端輸出，UCD7201為雙端輸出，額定輸出電流均為±4A，可驅動MOSFET開關功率管，均可適配UCD9110/9501型數字控制器。主控制器可監控其輸出電流，快速檢測過流故障並迅速關斷電源，檢測周期僅為25ns.
現以UCD7100為例，該晶元主要包括3.3V電壓調整器及基準電壓源、觸發器、施密特比較器、欠壓關斷電路、控制門、True Drive驅動器等部分組成。「True Drive」(真驅動)為TI公司的專有技術，它是由並聯雙極性晶體管和MOSFET管組成上拉/下拉電路構成的混合輸出級。其優點是驅動能力強，在低電壓時也能正常輸出，並能在極低輸出阻抗下控制外部功率MOSFET的過壓、欠壓保護，功率MOSFET不需要接起保護作用的肖特基鉗位二極體。UCD7100能在幾百FIS的時間內給MOSFET的柵極提供一個高峰值電流，快速開啟驅動器。UCD7100的高阻抗數字輸入端(IN)能接收3.3V邏輯電平、最高開關頻率達2MHz的信號。利用施密特比較器能將內部電路與外部噪音隔離。若控制器的PWM輸出停在高電平上並發生過電流故障，電流檢測電路就關斷驅動器的輸出，系統可進入重試模式。通過DSP或MCU內部的看門狗電路，能重新啟動片。UCD7100內部的3.3V/10mA電壓調整器可作為數字控制器的電源。 美國德州儀器公司(TI)公司的UCD8220/8620是受DSP或MCU數字控制的雙端推挽式PWM控制器。二者區別是UCD8220可利用48V低壓啟動，UCD8620內部增加了110V高壓啟動電路。
該晶元主要包括3.3V電壓調整器及基準電壓源、脈寬調制器(PWM)、驅動邏輯、推挽式驅動器、欠壓關斷電路、限流電路、電流檢測電路。UCD8220/8620可運行在峰值電流模式或電壓模式，不僅能對極限電流進行編程，還輸出一個能受主控制器監控的極限電流數字標志。 目前，專為數字電源系統配套的數字信號處理器有美國德州儀器公司(TI)公司的UCD9501、TMS320F2808和TMS320F2806等。它們內部主要包含100MHz的32位CPU、時鍾振盪器、3個32位定時器、看門狗電路、內部/外部中斷控制器、SCI匯流排、SPI匯流排、CAN匯流排及I2C匯流排介面、12路PWM信號輸出、系統控制器、16通道12位ADC、16K×16Flash、6K×16SARAM、1K×16ROM.它採用標準的3.3V輸入/輸出介面，與UCD8K系列完全兼容，利用Power PADTM HTSSOP和QFN軟體包可進行編程。

B. 數字電源與模擬電源是什麼

數字電源主要是開關電源的外特性。一是指數字電源的「通信」功能，二是指數字電源的「數控」功能，三是指數字電源對溫度等參數監測功能。

模擬特性電源是採用先進的單片計算機技術和大功率高頻開關直流穩壓電源技術相結合，實現直流電源模擬大容量蓄電池輸出特性，是給起動機提供模擬蓄電池特性的動力源，電源計算機設定或數字面板設定輸出電壓，具有缺相、限流保護，操作方便簡捷。

與傳統的模擬電源相比，數字電源的主要區別是控制與通信部分。在簡單易用、參數變更要求不多的應用場合，模擬電源產品更具優勢，因為其應用的針對性可以通過硬體固化來實現，而在可控因素較多、實時反應速度更快、需要多個模擬系統電源管理的、復雜的高性能系統應用中，數字電源則具有優勢。

(2)數字電源電路擴展閱讀：

電源電池容量是指電池所能儲存的電荷量，電源電池容量的符號為Q，單位為庫倫（C），但日常生活中多以安培小時（Ah）為單位，由於日常生活使用的電池也有容量相對較少，所以也有用毫安培小時（mAh）單位，也即千分之一安培小時，例如手機所使用的電源電池通常以後者為標記。

決定電源電池容量的因素有： 電池的種類（也即製造電池的物質）：同一體積，不同種類的電池有不同的容量，例如鋰電池的容量較很多其他電池為高。 電池的體積：由於物質的化學能的能量密度是固定的，因此體積越大，總藏能量就越多，例如一枚AA電池的容量比AAA電池為大。

電源電池的溫度越低，電池的有效容量會減小，不同種類的電池減小的程度各有不同，所以在寒冷地區使用電池時需要特別留意。 放電速率：放電電流越大，同一電池的有效容量會越小，所以推高耗電的電器時電池的容量會減少，例如一枚能點亮2W燈泡一小時的電池，推動4W燈泡時就不能有半小時，必定比半小時短些，短多少就視乎電池種類等因素而定。

C. 各位友友，請問下~模擬電路電源，數字電路電源；模擬信號，數字信號；模擬地，數字地，電源地的意思及區別

模擬電路電源和數字電路電源本質上沒有什麼區別都是直流電源，用於給模擬電路供電的電源也可用來給數字電路供電，不過一般的數字電路供電電壓有所限制（多為3.3V、5V），反過來只要數字電路的電源電壓滿足模擬電路的工作條件也可以給模擬電路充當電源使用。
但是如果一個系統中即存在數字電路有存在模擬電路時，為了避免兩種不同單元電路之間發生相互干擾，模擬單元電路的供電和數字電路的供電一般是分開的，單獨給模擬單元電路供電的電源就稱為模擬電源，單獨給數字單元電路供電的電源稱為數字電源。
所謂模擬信號是指信號的幅值是時間的函數，模擬信號的幅度是連續變化的，沒有間斷。
所謂數字信號是指信號的幅值不是時間的函數，數字信號的幅度不是連續變化的，而是呈階躍變化。
所謂模擬地是指模擬單元電路中的零電位參考點。
所謂數字地是指數字單元電路中的零電位參考點。
所謂電源地就是指整個系統中的零電位參考點，對於單極性電源供電系統來說，電源地一般指電源的負極。
一個系統中同時存在模擬單元電路和數字單元電路時，一般不同單元電路的零電位參考點是分開的，模擬單元的「地」和數字單元電路的「地」都需要分別用導線接到電源的「地」上，這樣可以避免數字信號和模擬信號共用地線時，數字信號和模擬信號在共用地線上產生串擾。

D. 怎麼區分模擬電源和數字電源，如下電路原理圖。

設計電路要注意在源頭抑制干擾，在每片數字晶元的電源與地之間，用最短的路徑焊接高頻濾波電容，如：CC1 高頻瓷介電容 。耗電大的、干擾大的晶元，安裝位置要靠近電源，並且選用鉭電解電容濾波。

E. 電路設計中數字電源、模擬電源的使用

A/D、 D/A作為數字電路與模擬電路的分界器件，A/D之前、D/A之後的都是模擬電路，接模擬電源。我的經驗是：
1。模擬地、數字地分開走線，最後在電源一點共地。
2。弱電地走向強電地。
3。高頻迴路要大面積（島狀互聯）接地。
4。每塊數字IC的電源腳和接地腳用高頻小電容直接連接濾波，在干擾信號的源頭抑制干擾，不要因為印刷版走線美觀而走長線連接。

F. 電路原理圖中哪些是數字電源、模擬電源、IO電源

數字電路工作在開關狀態，對電源電壓干擾嚴重，在復雜的電路中，數字電路與模擬電路採用不同的穩壓電源，數字電路與模擬電路分開布線，最終一點共地。

題圖是採用 USB 介面供電的小功率電路，就不一定分開供電，左圖只有一個電源標示 ，判斷不出來電路是否包含數字與模擬兩部分電路。

右圖是公用電源，通過LC 濾波器，隔離不同功能的電源，顯然電路有數字與模擬之分，但是沒有獨立供電，抗干擾能力較差。

設計電路要注意在源頭抑制干擾，在每片數字晶元的電源與地之間，用最短的路徑焊接高頻濾波電容，如：CC1 高頻瓷介電容 。耗電大的、干擾大的晶元，安裝位置要靠近電源，並且選用鉭電解電容濾波。

電源電壓保持不變,當開關斷開時,燈L1L2是串聯的；當開關S閉合時，燈L2被短路，電壓表示數 （變大），電流表示數 （變大）

電壓不變，電燈是純電阻，根據I=U/R，可以知道電阻變小電流變大，L1兩端的電壓由原先的和L2分擔電源電壓，後面開關斷開則全部電壓加在L1上。同時等於是整個電路的R變小了（少了串聯的L2）所以電流變大。

電流表最小示數為0.2A，當滑動變阻器滑到最右邊時電阻最大，整個串聯電路電阻也最大，電流表示數最小。

2、電壓表最大示數為4V，電壓表測量的是滑動變阻器的電壓，也是當滑動變阻器滑到最右端，也就是當電阻值最大時電壓表示數最大。

3、那麼滑動變阻器的最大電阻可求：R=U/I=4伏/0.2安培=20歐姆。

4、燈L的最大功率是滑動變阻器阻值為零時，最小功率是滑動變阻器阻值為最大時，滑動變阻器阻值最大時功率為P=UI=4x0.2=0.8W，那麼設燈的電阻為R電源電壓為U(電路題中這兩個量一般都是不變的，所以要記住設他們為未知數）那麼燈最大功率為:P最大=U^2/RP最小。

G. 什麼是數字電源，什麼是模擬電源

數字電源的關鍵是電源管理、控制信號的數字化處理，其基本要求是：在保障穩定性的前提下，具有快速性、平穩性和准確性。數字電源有用 DSP 控制的，還有用 MCU 控制的。相對來講，DSP 控制的電源採用數字濾波方式，較 MCU 控制的電源更能滿足復雜的電源需求、實時反應速度 更快、電源穩壓性能更好。數字電源是可編程的，比如通訊、檢測、遙測等所有功能都可用軟體編程實現。另外，數字電源具有高性能和高可靠性，非常靈活。

模擬電源：即變壓器電源，通過鐵芯、線圈來實現，線圈的匝數決定了兩端的電壓比，鐵芯的作用是傳遞變化磁場，(我國)主線圈在50HZ頻率下產生了變化的磁場，這個變化的磁場通過鐵芯傳遞到副線圈，在副線圈裡就產生了感應電壓，於是變壓器就實現了電壓的轉變。

H. 關於電路中晶元供電的問題，數字電源和模擬電源的區別

數字電路工作在開關狀態，瞬間電流很大，各個邏輯門此起彼伏，使得電源與地線上的干擾脈沖較高，電源質量嚴重惡化，如果和模擬放大器共用電源就會降低信噪比，甚至淹沒小的輸入信號。

採用模擬電路與數字電路分開供電是基本的抗干擾措施，可以有效降低數字電路對模擬電路的干擾。

I. 什麼是數字電源，跟模擬電源最本質的區別是什麼

1、優勢不同

在簡單易用、參數變更要求不多的應用場合，模擬電源產品更具優勢，因為其應用的針對性可以通過硬體固化來實現，而在可控因素較多、實時反應速度更快、需要多個模擬系統電源管理的、復雜的高性能系統應用中，數字電源則具有優勢。

2、控制方式不同

在復雜的多系統業務中，相對模擬電源，數字電源是通過編程來實現多方面的應用，其具備的可擴展性與重復使用性使用戶可以方便更改工作參數，優化電源系統。通過實時過電流保護與管理，它還可以減少外圍器件的數量。 數字電源有用DSP控制的，還有用MCU控制的。相對來講，DSP控制的電源採用數字濾波方式，較MCU控制的電源更能滿足復雜的電源需求、實時反應速度更快、電源穩壓性能更好。

(9)數字電源電路擴展閱讀：

模擬信號的主要優點是其精確的解析度，在理想情況下，它具有無窮大的解析度。與數字信號相比，模擬信號的信息密度更高。由於不存在量化誤差，它可以對自然界物理量的真實值進行盡可能逼近的描述。模擬信號的另一個優點是，當達到相同的效果，模擬信號處理比數字信號處理更簡單。模擬信號的處理可以直接通過模擬電路組件（例如運算放大器等）實現，而數字信號處理往往涉及復雜的演算法，甚至需要專門的數字信號處理器。

數字信號轉換為模擬信號更為簡單易懂。實際上，數模轉換可以看成是對數字信號解碼，數模轉換是將輸入的二進制數按其實際權值轉換成對應的模擬量，然後將各個位數對應得到的模擬量相加，得到的總模擬量就與輸入的數字量成正比，這就實現了數字信號到模擬信號的轉換。