基于PMBus的DC/DC轉(zhuǎn)換器負(fù)載點解決方案

PMBus是一項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，它可以簡化與電源轉(zhuǎn)換器和電源系統(tǒng)中其它設(shè)備的2線制數(shù)字通信。在你的系統(tǒng)中使用PMBus可以減少設(shè)計時間、降低風(fēng)險和成本，從而增加電源的功率密度和可靠性，并且優(yōu)化組件性能和效率。PMBus使你能夠監(jiān)視電流、電壓和溫度，并且報告和記錄故障。在使用PMBus時，通過將全新缺省參數(shù)儲存在非易失性存儲器中，設(shè)計人員能夠在設(shè)備運行期間配置IC，從而在較短的時間周期內(nèi)生成并驗證全新設(shè)計。

TI支持廣泛的基于PMBus的DC/DC轉(zhuǎn)換器、負(fù)載點 (POL)、單輸出/多輸出和單相位/多相位脈寬調(diào)制 (PWM) 控制器、熱插拔IC、排序器/管理器和隔離式PWM控制器。在有多個選項可供選擇時，為你的應(yīng)用選擇合適的設(shè)備是一項比較有挑戰(zhàn)性的工作。

圖1. TI的 PMBus功率鏈圖

TI的PMBus控制器和轉(zhuǎn)換器采用兩種不同的控制模式拓?fù)洌?a href="http://www.ttokpm.com/analog/" target="_blank">模擬控制環(huán)路，通常情況下，速度最快，以及數(shù)字控制環(huán)路，由于其時鐘和比例積分微分 (PID) 電路，會增加系統(tǒng)的延遲。TI很多基于PMBus D-CAP?，D-CAP2? 和D-CAP3? 的控制器和iFET特有一個模擬控制環(huán)路，可實現(xiàn)更快的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，并且沒有環(huán)路補(bǔ)償。

將驅(qū)動器集成在芯片上并不一定能提供最優(yōu)電源分區(qū)，因為這么做會限制開關(guān)頻率 (Fsw) 并增加PWM控制器中的功率耗散。TI有很多支持無驅(qū)動器架構(gòu)的器件，2013年，這一架構(gòu)首先在TI的多相位PWM控制器中實現(xiàn)。由于增加了開關(guān)頻率的處理能力，這個架構(gòu)極大地增加了功率密度，并大大減少了電路板面積（將電路板面積最多減少了3倍）。為了簡化布局布線，它還使制造商能夠?qū)⒒パa(bǔ)功率級的大型底部散熱墊直接接至PCB內(nèi)部接地層。

不同架構(gòu)的PMBus示例：

多相位PWM控制器（無驅(qū)動器）：

1. TPS40425和TPS40428雙相位/雙輸出多相位PWM控制器最多可堆疊至4相位，并且特有支持前饋的電壓模式。這些控制器可以與TI的60A同步降壓NexFET? CSD95372A或CSD95378B智能功率級產(chǎn)品配對使用。請在這里查看TI Design參考設(shè)計。

2. TPS53647 TI首款用于ASIC/FPGA內(nèi)核的通用、高電流、4相位、單輸出PMBus多相位PWM控制器。特性包括自動均衡、D-CAP+? 控制模式和一個復(fù)位功能。所有這些特性可以減少過沖和下沖、實現(xiàn)嚴(yán)密的相位間電流和熱共享、減少輸出電容器數(shù)量、在無需電力循環(huán)的情況下輕松復(fù)位至最初的啟動電壓、并且實現(xiàn)較低的外部組件數(shù)量。

多相位PWM控制器（帶有柵極驅(qū)動器）：

1. TPS40422雙相位、雙輸出多相位PWM控制器特有支持前饋的電壓控制模式。

iFET轉(zhuǎn)換器（具有集成型MOSFET）：

1. SWIFT? 20A TPS544B20和30A TPS544C20 D-CAP-2控制模式轉(zhuǎn)換器。

2. 支持電壓控制模式與頻率同步的SWIFT 20A TPS544B25和30A TPS544C25 D-CAP2控制模式轉(zhuǎn)換器。TI的完整SWIFT產(chǎn)品組合請見表1。

3. 支持PMBus精簡特性集的TPS53915 12A D-CAP3控制模式轉(zhuǎn)換器。

PWM控制器：

1. TPS40400 PWM控制器特有一個外部電源塊和支持前饋的電壓控制模式。TI的完整PWM控制器產(chǎn)品組合請見表2。

表1. TI的PMBus DC/DC轉(zhuǎn)換器解決方案。

表2. TI的PMBus PWM控制器解決方案

我希望這篇文章在幫助你為應(yīng)用選擇合適器件的同時，有助于你了解TI所提供的基于PMBus的不同產(chǎn)品。