最近的行业趋势显示，用于功率转换和功率管理的数字控制日趋成熟，数字功率带来了大量新的设计可能性。例如，在功率管理领域，数字电源支持串行总线通信、电源的远程监控和排序、软件升级，以及老化参数的补偿等等所有新特性，而不仅仅是常规功能。针对功率转换，数字功率能够实现数字补偿和相位的自动改变。此外，在功率因数校正(PFC)这些需要电压、电流(voltage-and current-profiling) 参加闭环的应用，更适合采用数字方式，而非模拟方式。
功率管理和功率转换应用
数字功率管理显而易见的优点是：易于通信、可编程,提供状态报告等。这类数字控制一个经典应用例子是智能电池系统中为笔记本电脑供电的智能电池充电器。这个系统包含了一个智能充电器、智能电池和主控制器。当中，智能充电器作为“从”设备由系统管理总线 (SMBus) 接收“主”控制器的命令。然后调节参数为智能电池提供所需的电流、电压和功率，最后再向控制器报告相关的数值。
在功率转换应用中，尤其是那些不仅要求可编程，而且也需要电流电压分析的应用中，以微控制器为基础的数字架构由于具备高度灵活性，因此用途相当广泛。
电流控制应用
在照明镇流器应用中，电流的强度和持续时间因不同的灯管而变化，并且在预热、点亮和变暗这3个工作阶段也不一样，故需要进行电流分析。PFC 应用也需要控制电流，电源适配器负载消耗的电流必须与线电压同相 (基本上具有相同的形状) 。如果我们固定“导通”时间，在PFC升压电感电流与输入正弦线电压比较，就能建立一个与线电压成正比的电流脉冲串(每个单脉冲实际上是三角形的)。这种结构在每个电流脉冲的建立阶段都表现良好。
不幸的是，电感电流的相位衰减由准恒定的PFC输出电压和范围变化很大的整流正弦输入电压之差决定，不正常地拉长了每一个电流脉冲。这就产生了电流的总体失真(3次谐波失真)。不过，这个失真量完全可以预测，并能够输入到ROM表中，用于调节PFC级的“导通”时间，补偿这种误差。采用飞兆半导体FMS7401微控制器便可实行这种控制。
硬连线架构
由于传统算法是连续而有序的，需要几个时钟周期来执行一条指令，因此它们的速度很慢，不适合于那些要求快速响应的应用。另一方面，硬连线数字功率转换的实现比软件代码执行有更快速的瞬态响应。图1例示了这种数字控制架构，其中，输入误差信号(Vfb－Vref)通过模数转换器(ADC)转换为数字信号，使比例-积分-微分(PID)补偿和数字脉冲宽度调制(DPWM)都在数字控制下完成。
数字和模拟的对比
在笔记本电脑或手机的电源应用中，由于必须在轻载时减小功耗，因此需要进行控制模式改变，面对这种情况，使用硬连线数字功率转换将会更为恰当。这一般会在从PWM算法转换到PFM (脉冲频率调制)算法时出现。在PFM模式中，频率随负载调节，轻载时产生较低的频率，从而降低开关损耗。
在模拟系统中，这种模式改变一般出现在负载变化时,比如从一个控制环(PWM)突然跳转到另一个控制环(PFM)。该类算法的非连续性将会导致输出有某种程度的暂时损耗。
在这种系统中，数字控制可以避免调节损耗的风险，并省下了为实现此类非连续性控制而需要增加的成本。图2所示的 FAN5608双通道LED驱动器产品，便是这种数字控制在超便携式应用设计的例子。其中，数字控制环很容易根据负载的要求改变“导通”脉冲的持续时间，或者是能量在电感中积累的时间。较之导通时间恒定不变、需要更多时钟周期来产生相同电流的模拟控制，这种数字控制瞬态响应更快。图3所示为用FAN5608驱动8个LED的参考电路板。
结语
一般而言，数字控制具有在线改变控制环补偿参数的能力，更适应宽范围负载变化的应用且对电路版图设计要求不高，故可以提供比模拟方案更稳定的解决方案。它还能够校准系统中的外部误差，尤其是外部低成本元件的容差错误。具有提高成品良率、降低测试成本和总材料清单成本的潜力。既然数字功率拥有如此多优势，吸引了广泛的关注，但为什么市场份额却不多呢？答案在于以下事实：市场本身很清楚地表明，只有在成本相当的情况下，数字方案才会优于模拟方案成为首选。因此，惟有那些不断利用最小的成本、更灵活架构来解决客户问题且成本不会高于同类模拟产品的数字功率产品才会获得成功。
