數字電源的概念已經被提出多年，很多公司也已經推出了各種數字電源產品，可以說數字電源算不上是什么新生事物。然而，由于關于數字電源的宏觀、中立 性的中文文獻并不多，所以數字電源的輪廓依然并不十分清晰。多數文獻來源于數字電源生產廠商，他們當然傾向于夸大數字電源的優(yōu)勢，而且從來不忘記宣傳他們 自己的產品，讀者可得到的有價值信息十分有限。媒體也往往跟著“忽悠”，多有贊譽、吹捧之辭，并喜歡引用廠商的官方套話，常常讓 人一頭霧水、不知所云。本人不是數字電源的“專家”，通過與廠商的接觸和閱讀一些中、英文文獻，大膽整理出這篇文章，希望能有助 于將復雜的問題簡單化，勾勒出一幅較為清晰的數字電源畫面。

為何需要數字電源

我們知道，電子產品所需的電能本質上是模擬的。從輸出的形式來看，所有的電源也都是模擬的。所謂數字電源不過是指電源內部所使用的技術，即 PWM回路采用數字技術進行控制。那么為什么非要采用數字技術呢?據說數字電源具有如下優(yōu)勢：所需外部元件少、可配置、成本低、效率高。從前兩項優(yōu)勢來 看，數字電源顯然適合比較復雜的高端供電系統，因此，我們認為數字電源基本沒有可能完全取代傳統的模擬電源。對于大多數應用來說，簡單的模擬電源就足夠 了。

數字控制電路的性能和成本優(yōu)勢體現在摩爾定律上，即數字電路的尺寸每18～24個月縮小一半?？紤]新一代的集成電路制造成本比上一代高 10%～20%，數字電路的總成本每2～3年便會減少一半。相比之下，模擬電路的尺寸每4～8年才縮小30%。所以，理論上講，同樣性能的數字電源的成本 下降速度要比模擬電源快得多。如下圖所示，至2008年底，數字控制器的成本將低于模擬控制器。

圖1 數字控制器的成本下降速度低于模擬控制器

據美國Darnell集團的預測，數字電源IC的市場將以每年36%的復合增長率增長。至2011年，全球數字電源IC(包括整壓回路控制器VR、非整壓回路控制器、功率因數校正、轉換管理IC和系統管理IC)的市場規(guī)模將達到8億美元。

數字電源的典型應用

前文提到，數字電源最適合較為復雜的高端電源和電源系統。數據中心供電是數字電源當前的熱點應用領域。

數據中心的服務器密度依然在不斷上升。目前，一個42U機架的總功率為25kW左右，而且正朝著40kW的方向邁進。據說，70%的數據中 心面臨空間、供電和冷卻的挑戰(zhàn)。數據中心的供電成本高昂，可以占到一些IT公司總預算的20%～25%，每個刀片服務器每年的運行成本甚至超出服務器本身 的成本。雖然數字電源技術不能解決服務器的耗電增長問題，但數字電源有望通過提供電高效率來緩解數據中心的供電和冷卻困境。

福布斯網站上刊登了一篇不太中立的文章，講述Power One公司和它的總裁Steve Goldman的數字電源成功之路。Power One曾經把一家大型服務器公司的供電效率從89%提高到93%，這樣每三年每臺服務器將節(jié)省電費1400美元，算下來等于三年白賺一臺電源。有必要指出 的是，美國各州的電費水平相差懸殊，因為各州的能源政策各不相同。估計這家客戶位于電費昂貴的地區(qū)，比如加利福尼亞州。這個幅度的效率提升能為中國的數據 中心客戶帶來多少效益，感興趣的讀者可以自己算一下。

數字電源的普及障礙

既然能給客戶帶來那么大的好處，那么數字電源應該像野火一樣迅速普及到世界各個角落的每個機房。但實際情況并非如此;采用數字電源的數據中心依然有限。Goldman指出了妨礙數字電源推廣的三大原因(或借口)。

首先，大型系統的更新換代周期較長。例如，一個大型交換機需要三、五年的時間來開發(fā)，服役期大概又是五年。如果客戶要采用一種新技術，他就 要徹底重新設計線路板。如果最后發(fā)現這種技術存在問題，客戶損失的將是整整一個產品周期的銷售額。雖然高端系統最需要數字電源，但由于客戶擔心潛在的巨大 風險，所以往往不敢嘗試這種新技術。

其次，電源管理技術負責人通常都是模擬技術出身。電源轉換從來都是模擬的，所以這個行業(yè)的大腕只熟悉模擬電源，他們在數字電源面前完全是生手。由于人們對于自己不熟悉的東西往往采取拒絕的態(tài)度，所以數字電源容易遭到冷落。