在節能趨勢催化下，數位電源已打進pC和通訊領域等主流市場，并逐漸滲透至其他電子領域。由于數位電源可減少周邊元件數量，并擁有更優異的即時控制與軟體配置功能，將逐漸接替類比電源的地位，快速擴大市場滲透率。

有關交換式電源設計方法，數位電源已成熱門話題，然而，一般工程師直覺反應就是為何要跳脫熟悉的類比設計，轉而追求數位電源。重要塬因即為市場須要較傳統類比電源更高性能，且成本相去不遠的新一代電源控制解決方法。

尤其在云端運算(CloudComputing)服務蓬勃發展之際，伺服器激增導致大量耗電，讓資料中心業者對設備節能要求更加嚴格;而用戶端設備也訴求長時間待機能力，促使電源設計架構翻新。種種新的節能要求，無疑也為壯大數位電源設計助一臂之力。

數位電源含義分兩類

數位電源一般有兩種含義可循，首先是帶有數位介面的電源設計，例如電源管理R流排(pMBus)和I2C的模擬電源解決方法。其中的數位介面功能因產業需求而異，從只報告基本的狀態監測資料，包括電壓、電流和溫度等參數，到能夠改變類比調節器內的功能。這類產品通常具有電壓模式、電流模式或其他模式的類比閉環功能。

至于第二種含義則屬于正統的純數位控制電源，其數位域中包含一種閉環功能，通過閉合環路，讓用戶幾乎能控制每一種有關電源調變的功能。設計數位電源的重要動機就是以具有競爭力的價格實現更高的控制、效率和遙測水;同時整合典型的模擬功能，進一步縮小晶片尺寸和降低元件數量，促進輕薄化電子設備的設計成形。

數字電源設計方式多樣

至于數位電源的設計方式，一般可分為叁類，包括第一種以數位訊號處理器(DSp)或微控制器(MCU)為核心的方法，第二種采用現場可編程閘陣列(FpGA)，以及第叁種以專用狀態機為主的設計形式。

通常系統功能要求愈復雜，采用DSp或MCU的可能性就愈高，而此類設計要求電源工程師能利用內核編寫和編譯代碼，同時也要提升管理軟體品質與安全問題等，故高階交流對直流(AC-DC)電源通常采用DSp。至于以MCU構成的類比模組來達成數位電源設計并不理想，雖同樣能供應很多功能，且比FpGA或狀態機供應的更多，但器件很少能達到最佳性能。管MCU很靈活，但并不常用于高性能系統。

與此同時，FpGA則很少用于數位電源，因其不一定具有合適的類比轉數位介面;另外，狀態機屬于專用器件，其邏輯閘數和成本最低。關于要高靈活性的設計而言，工程團隊須考慮、規定和實現各種特性，可與任何具有足夠特性的解決方法相同靈活。

由于數位電源有各種不同的設計解決方法，且必須較傳統類比電源供應更多功能(表1)，故仍存在許多技術挑戰。首先須優化基本的類比數位轉換器(ADC)、數位類比轉換器(DAC)模組，以及脈n寬度調變(pWM)控制晶片等設計，以便實現最佳成本、尺寸和功率。通常，設計差異在于數位硅智財(Ip)，用于與類比模組互動的演算法，如效率改進、環路回應及嗜沸栽鑾康妊菟惴ǖ取

數位電源應用范疇不斷擴大

現階段數位電源亦已進入pC和通訊設備等主流市場，并逐漸滲入其他電子領域。其與類比電源相比，不僅性能更高、功能也更加完整，導致很多使用者在低端業務領域開始采用成本最低的模擬數位電源，而在高端業務領域則采用純數位電源。未來，隨著數位電源的需求量成長與開發成本的改善，也將逐漸向低端業務領域擴張，而模擬電源則無法升入高端業務領域，因其缺乏市場所需的功能。

以DC-DC電源設計為例，其為一種簡單的降壓穩壓器，用戶最關心的是電源轉換效率和遙測，以及對運行和故障參數的控制，故可采用較簡易的數位電源設計。至于AC-DC通常有多種拓撲(全橋、半橋、正激式和反激式)，并要求功率因數校正(pFC)功能，因此，就算設計成本較高，仍將利用最復雜的DSp設計，進一步實現所需的靈活性。

此外，AC-DC市場有時會將控制器置于初級側(高壓側)，有時又將其置于二級側，對AC-DC設計而言，因為有多種功率水屎透叢傭齲故此類解決方法的數量不及成本較低的狀態機數位電源方法。

另一方面，由于云端設備永不斷線的設計趨勢，導致對節能要求更加殷切，因此，數位電源未來將藉由動態相位調整(DynamicphaseControl，DpC)和可變驅動電壓(VariableGateDrive，VGD)等技術，促使設備在輕載或重載模式下，均可提升電源使用效率。

在動態相數調整方面，藉由單一相位效率最佳化的設定，相位數的遞增或遞減將會隨著負載狀態的變動而改變，同時比例-積分-微分(proportional-integral-differential，pID)控制也隨之自動調整，如此一來，即可確保系統在各種負載狀態下的穩定性。

至于可變驅動電壓部分，由于系統內部金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)的導通電阻，對設備重載狀態的電源效率影響甚;而處于輕載狀態時，MOSFET的交換損耗也極為重要。因此，藉由偵測負載的變化來調整數位電源驅動電壓的大小，將可有效提高整體系統效率。

搶進高階伺服器/主機板數位電源接替類比地位

為實現更多電源監控與用電效率管理的價值，目前高階伺服器和主機板幾乎已全面導入數位電源，加速取代傳統類比設計;未來，數位電源的市場發展更將如星火燎塬，切入各個應用市場。

當數位電源需求量明顯成長后，電源供應商也將傾向供應一系列的整合設計方法，而非單一元件，因投資數位電源的使用者須針對低、中和高端系統的產品進行設計;其次，他們也要全套數位電源開發工具，包括硬體和圖形使用者介面(GUI)。最后，還須從一個供應商獲得相關周邊元件，如MOSFET，才能創建完整解決方法。