標(biāo)簽：DC/DC轉(zhuǎn)換DSp

具有數(shù)字管理功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器將使得設(shè)計人員能夠開發(fā)出綠色電源系統(tǒng)，此類電源系統(tǒng)可滿足目標(biāo)性能、且能夠通過重新編排工作流程并將某些任務(wù)轉(zhuǎn)移至那些工作量不足的服務(wù)器(從而可將其他的服務(wù)器關(guān)斷)來確定何時降低總功耗。

好幾年以來，許多公司都對數(shù)字電源進行了大肆的宣傳，有的公司認(rèn)為：數(shù)字電源包括數(shù)字功能和一個帶電源的通信鏈路。另有一些公司則表示：數(shù)字電源是一種具有一顆采用數(shù)字脈寬調(diào)制(pWM)內(nèi)置芯片的狀態(tài)機。還有一些廠家指出：數(shù)字電源包括一個運行某種算法(該算法用于補償控制環(huán)路)的通用型數(shù)字信號處理器(DSp)，而且僅僅依靠一根串行總線并不能供應(yīng)數(shù)字電源解決方法。甚至有其他公司認(rèn)為：數(shù)字電源具有一個帶狀態(tài)機或DSp的數(shù)字pWM環(huán)路。所有這些描述都可以說是令人大惑不解、無所適從，而且部分此類方法并不能出現(xiàn)優(yōu)良的性能。但是，在數(shù)字電源設(shè)計正確的情況下，它就能夠降低數(shù)據(jù)中心的功耗、縮短產(chǎn)品的面市時間、擁有卓越的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)性能、并提高總體系統(tǒng)的可靠性(比如在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中)。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計師正面對著提升其系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量和性能并新增功能及特點的壓力。與此同時，如何減少系統(tǒng)的總功耗也是其必需應(yīng)對的難題。在數(shù)據(jù)中心里，人們所面對的挑戰(zhàn)是要通過重新編排工作流程并將某些任務(wù)轉(zhuǎn)移至那些工作量不足的服務(wù)器(從而可將其他的服務(wù)器關(guān)斷)來降低總功耗。為了滿足這些需求，了解終端用戶設(shè)備的功耗是非常重要的。正確設(shè)計的數(shù)字電源管理系統(tǒng)能夠為用戶供應(yīng)功耗數(shù)據(jù)，這樣就可以做出靈活的能量管理決策。

在當(dāng)今的新式電子系統(tǒng)中，穩(wěn)壓器的狀態(tài)或許是所剩的最后一個盲點，因為一般情況下它們不具備對關(guān)鍵的操作參數(shù)進行直接配置或遠程監(jiān)視的方法。關(guān)于可靠運作而言，檢測穩(wěn)壓器輸出電壓的時間漂移或過熱狀況并據(jù)此采取相應(yīng)的行動可以說是至關(guān)緊要的。設(shè)計精良的數(shù)字電源系統(tǒng)管理(DpSM)方法能夠監(jiān)視穩(wěn)壓器的性能并匯報其運行狀況，以在其超出規(guī)格范圍甚至發(fā)生故障之前采取糾正措施。

如欲把DpSM用于穩(wěn)壓器和電源設(shè)計，則要求工程師仔細(xì)查看一條學(xué)習(xí)曲線，以了解怎么樣通過計算機上的圖形用戶界面(GUI)來完成此類器件的編程和連接。這包括學(xué)習(xí)新的程序設(shè)計軟件，而且每家供應(yīng)數(shù)字電源器件的公司都有其獨特的軟件包。因此，應(yīng)選擇一家擁有經(jīng)過縝密思考和用戶友好型軟件包及GUI的公司，這一點很重要。此外，他們還應(yīng)擁有一支信譽卓著的技術(shù)支持員工隊伍，這支隊伍具備在此類電源的設(shè)計過程中為客戶供應(yīng)幫助所需的各種能力。

多軌板級電源系統(tǒng)

大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)均通過一塊48V背板來供電。一般將該電壓降壓至一個較低的中間總線電壓(通常為12V至3.3V)，以為系統(tǒng)內(nèi)部的電路板支架供電。然而，這些電路板上的子電路或IC要在低于1V至3.3V的電壓范圍以及數(shù)十mA至數(shù)百A的電流范圍內(nèi)運作。因此，為了將中間總線電壓降壓至子電路或IC所需的期望電壓，負(fù)載點(pOL)DC/DC轉(zhuǎn)換器是必不可少的。這些電源軌具有嚴(yán)格的排序、電壓準(zhǔn)確度、裕度調(diào)節(jié)和監(jiān)控要求。

在數(shù)據(jù)通信、電信或存儲系統(tǒng)中有可能存在多達20個pOL電壓軌，系統(tǒng)設(shè)計師要一種按照其輸出電壓、排序和最大可容許電流來管理這些電壓軌的簡單方法。某些處理器要求其I/O電壓在其內(nèi)核電壓之前上升，而有些DSp則要求其內(nèi)核電壓先于其I/O電壓上升。斷電排序也是不可或缺的。設(shè)計人員要一種簡便易行的調(diào)整方法以優(yōu)化系統(tǒng)性能并存儲用于每個DC/DC轉(zhuǎn)換器的特定配置，從而達到簡化設(shè)計工作的目的。

為了防止昂貴ASIC遭受過壓情況的可能性，高速比較器必須監(jiān)視每個電源軌的電壓，并在某個電源軌超出其規(guī)定的安全操作限值范圍時立即采取保護措施。在數(shù)字電源系統(tǒng)中，可以在發(fā)生故障時通過pMBus報警線路通知主機，并可將有關(guān)的電源軌關(guān)斷以對諸如ASIC等受電器件執(zhí)行保護。實現(xiàn)這種保護水平要比較好的準(zhǔn)確度以及大約數(shù)十s的響應(yīng)時間。

凌力爾特公司近期推出的LTC3880/-1供應(yīng)了高度準(zhǔn)確的數(shù)字電源系統(tǒng)管理，并利用其高分辨率可編程性及快速遙測回讀實現(xiàn)了實時控制以及關(guān)鍵負(fù)載點轉(zhuǎn)換器功能的監(jiān)視。該器件是一款雙通道輸出、高效率同步降壓型DC/DC控制器，具有基于I2C的pMBus接口以及100多條命令和板載EEpROM。LTC3880/-1兼有同類最佳的模擬開關(guān)穩(wěn)壓控制器性能和精準(zhǔn)混合信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，可極其方便地實現(xiàn)電源系統(tǒng)的設(shè)計和管理，該器件得到了具有易用型圖形用戶界面(GUI)的LTpowerplayTM軟件開發(fā)系統(tǒng)支持。圖1示出了典型的LTC3880應(yīng)用原理圖。

圖1：具有兩個大電流輸出的應(yīng)用原理圖(采用LTC3880)

LTC3880/-1可調(diào)節(jié)兩個獨立的輸出，或配置為兩相單輸出。多達6相可以交錯和并聯(lián)，以在多個IC之間實現(xiàn)準(zhǔn)確的均流，從而最大限度地為大電流或多輸出應(yīng)用降低輸入和輸出濾波要求。一個板載差分放大器供應(yīng)了真正的遠端輸出電壓采樣。集成型柵極驅(qū)動器可從范圍為4.5V至24V的輸入電壓來驅(qū)動全N溝道功率mOSFET，而且在整個工作溫度范圍內(nèi)，在輸出電流高達每相30A時，該器件可出現(xiàn)準(zhǔn)確度為±0.50%并高達5.5V的輸出電壓。LTC3880/-1還可與電源模組和DRMOS器件一起使用。跨多個芯片的準(zhǔn)確按時和基于事件的排序允許優(yōu)化復(fù)雜和多軌系統(tǒng)的上電和斷電。LTC3880具有一個用于控制器和柵極驅(qū)動電源的內(nèi)置LDO，而LTC3880-1則允許用外部偏置電壓實現(xiàn)最高效率。這兩款器件都采用耐熱性能增強型6mmx6mmQFN-40封裝。

用于數(shù)字電源系統(tǒng)管理的控制接口

pMBus命令語言專為滿足大型多軌系統(tǒng)的要而開發(fā)，是一種采用完全含義的命令語言的開放標(biāo)準(zhǔn)電源管理協(xié)議，可簡化與功率轉(zhuǎn)換器、電源管理器件及系統(tǒng)主處理器的通信。除了一組精確含義的標(biāo)準(zhǔn)命令之外，符合pMBus標(biāo)準(zhǔn)的器件還能夠執(zhí)行其特有的專用命令，以供應(yīng)一種對pOLDC/DC轉(zhuǎn)換器進行編程和監(jiān)視的創(chuàng)新型方法。該協(xié)議通過業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的SMBus串行接口來執(zhí)行，并實現(xiàn)了功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)品的編程、控制和實時監(jiān)視。命令語言和數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化可實現(xiàn)簡易的固件開發(fā)，從而加快了產(chǎn)品的面市進程。如需了解更多信息，請登錄網(wǎng)站查詢。