一美元DSP微控制器乃数字电源普及起爆剂 (1)

　　数字软件技术开始在此前曾是模拟技术一统天下的开关电源上广泛普及。LED照明、车载电源及产业设备等领域也纷纷开始导入数字控制型电源。通过添加通信功能或者将控制方式改变为动态控制等方法，在提高电源效率、缩小产品尺寸以及缩短开发时间等方面发挥了效果。长期以来一直是DSP课题的高成本问题，也随着价格与通用微控制器一样的低价产品问世而逐渐得到解决。

　　电源的数字控制有助于实现AC-DC电源和DC-DC转换器等的小型化及高效率化，大约5年前开始受到关注。这种“数字电源”的应用范围在最近一年来悄然扩大。

　　以前，数字电源只是导入于无停电电源装置（UPS）、通信产品、服务器以及太阳能电池用功率调节器等基础设施的部分产品中。但最近，LED照明器具、汽车、产业设备乃至部分消费类产品也开始采用数字电源（图1）。

低价位DSP的亮相成为契机

　　数字电源的应用范围能够扩大的最主要原因是，单价只有100多日元～数百日元的电源控制IC出现了用于数字电源的产品。数字电源控制IC的成本下降到了可与不足100日元的模拟电源控制IC相匹敌的程度。美国微芯科技（Microchip Technology）、美国德州仪器（TI）以及新日本无线等半导体厂商从2008年前后相继推出了数字电源专用的低价位控制IC。近来，大部分数字电源产品采用的都是这些企业的IC。

图1：数字控制电源的应用领域 在输出功率为100W以上、开关频率为1MHz以下的领域，采用DSP微控制器的数字控制电源开始普及。

　　以前，构成数字电源需要采用单价高达1000～数千日元的高性能DSP作为控制IC使用。这些IC的工作频率为100MHz以上，耗电量仅DSP就将近1W，用于通常的开关电源的控制则指标过剩。这是采用DSP的数字电源只在UPS等超过1kW的大型装置上才使用的主要原因。

　　不过，应部分先进电源厂商的要求，微芯科技和TI推出了配备数字电源所需功能，与通用微控制器价格一样便宜的DSP，也即“DSP微控制器”^*。通过将1000日元以上的DSP成本大幅降到数百日元以下，基本解决了数字电源的最大瓶颈——控制IC成本高的问题。

*DSP微控制器＝在普通的通用微控制器中融合DSP要素形成的产品。特点是通过硬件执行哈佛架构（Harvard Architecture）及循环控制功能等的。大约从10年前开始，日本国内外的半导体厂商就开始投放DSP微控制器。

图2：导入数字电源的好处 在电源的性能、开发以及运用等领域有很多好处，例如，缩小产品尺寸、削减部件数量以及通过导入高度控制提高效率等。