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基于軟件管理電源系統(tǒng)的硬件

作者: 時(shí)間:2018-09-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://2s4d.com/article/201809/388226.htm

  (POWER SYSTEM MANAGER:電源系統(tǒng)管理器;Any DC/DC Converter or Linear Regulator:任何 DC/DC 轉(zhuǎn)換器或線性穩(wěn)壓器;DC/DC CONTROLLER WITH PSM:具 PSM 的 DC/DC 控制器;uModule REGULATOR WITH PSM:具 PSM 的 μModule 穩(wěn)壓器;Free Download:免費(fèi)下載;TO PMBus CONTROLLER AND OTHER DEVICES:至 PMBus 控制器及其他器件;LOAD:負(fù)載)

  在這些符合 PMBus 標(biāo)準(zhǔn)的器件中,數(shù)字電源系統(tǒng)管理器是那種圍繞著某一現(xiàn)有模擬電源系統(tǒng)的器件。它們利用一個(gè)準(zhǔn)確度為0.25%的16位ADC來測量電源輸出電壓,將其與一個(gè)目標(biāo)電壓寄存器進(jìn)行比較,并通過一個(gè)反饋至電源之反饋引腳或修整引腳的10位電壓DAC輸出來調(diào)節(jié)電源。±0.25% 的DC準(zhǔn)確度為電源在負(fù)載步進(jìn)時(shí)的變化提供了很大的裕度,從而降低了對旁路電容的需求,并節(jié)省了所需電路板面積。微調(diào)伺服環(huán)路連續(xù)監(jiān)視及調(diào)節(jié)電源,防止隨時(shí)間和溫度變化出現(xiàn)漂移,這改進(jìn)了電路板的長期可靠性。由于電源電壓可以準(zhǔn)確設(shè)定,所以在現(xiàn)場進(jìn)行電路板裕度測試時(shí),減少了不必要的損失。該微調(diào)功能還能夠微調(diào)電源電壓,以優(yōu)化給定系統(tǒng)負(fù)載的能耗。ADC 提供的電壓、電流和溫度數(shù)據(jù)可用來深入洞察系統(tǒng)性能,這有助于改進(jìn)電路板可靠性、預(yù)測電路板更換時(shí)間以及降低功耗。上市時(shí)間也可得到改善,因?yàn)楹芏嘣O(shè)計(jì)的微調(diào)都是通過更改寄存器配置完成的,而不是讓電路板再次進(jìn)入生產(chǎn)周期。

  數(shù)字電源系統(tǒng)管理器的另一個(gè)強(qiáng)大功能是以黑匣子方式將故障數(shù)據(jù)記錄到內(nèi)部EEPROM 中。當(dāng)發(fā)生故障時(shí),通過分析存儲(chǔ)在非易失性EEPROM 存儲(chǔ)器中的最后幾個(gè)周期的ADC監(jiān)視數(shù)據(jù),故障分析大大加快了。這類管理器還能用來進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。當(dāng)與更高層次的軟件集成時(shí),還可以從遠(yuǎn)程位置監(jiān)視和診斷電路板的電源系統(tǒng)。類似地,現(xiàn)場升級(jí)也可以通過推送固件完成。視器件的不同而不同,電源排序通過時(shí)間延遲或級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn);也支持對電源的跟蹤。16 通道數(shù)字電源系統(tǒng)管理器LTM2987如圖3所示。為了管理16個(gè)以上的電源,LTM2987 非常容易與其他管理器協(xié)調(diào)工作。

  

  圖3:LTM2987:16通道μModule PMBus DPSM以0.25%的準(zhǔn)確度進(jìn)行微調(diào)、裕度調(diào)節(jié)和監(jiān)視

  數(shù)字電源系統(tǒng)管理器非常適用于具4個(gè)或更多軌的現(xiàn)有電源系統(tǒng)。當(dāng)需要對電源限流值、開關(guān)頻率和斜坡斜率進(jìn)行數(shù)字控制時(shí),具數(shù)字電源系統(tǒng)管理的DC/DC 控制器更加實(shí)用。這類器件具備速度很快的模擬電流模式控制環(huán)路,增加了數(shù)字遙測、配置和控制功能,可實(shí)現(xiàn)最佳瞬態(tài)響應(yīng)。在大電流應(yīng)用中,準(zhǔn)確的多相(PolyPhase)均流實(shí)現(xiàn)了更低的輸入紋波。LTM4676等微型模塊系統(tǒng)級(jí)封裝集成了N溝道開關(guān)MOSFET、電感器和電容器,可實(shí)現(xiàn)緊湊的 26A 解決方案。參見圖4。

  

  圖4:具DPSM的LTM4676雙輸出13A或單輸出26A μModule穩(wěn)壓器

  結(jié)論

  對于運(yùn)用大量電源軌的新式高性能數(shù)字處理電路板而言,數(shù)字電源系統(tǒng)管理是必備組成部分。市場上大多數(shù)解決方案都是為事后添加到排序器上而設(shè)計(jì)的,或者配備了很多需要大量設(shè)定工作的小組件。凌力爾特的IC設(shè)計(jì)師全面徹底地思考了這一問題,定義了一個(gè)可互操作的產(chǎn)品系列,從而提供了一個(gè)經(jīng)過完整設(shè)計(jì)、完全合格且可面向未來的解決方案,幫助減輕了硬件工程師的設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)。


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