簡化電源排序的理想選擇

設計多軌電源時，每增加一個電源軌，挑戰(zhàn)都會成倍增加。設計師必須考慮怎樣動態(tài)協(xié)調(diào)電源排序和定時、加電復位、故障監(jiān)視、提供恰當?shù)捻憫员Ｗo系統(tǒng)等方方面面。有經(jīng)驗的設計師都知道，隨著項目從原型向生產(chǎn)環(huán)境轉(zhuǎn)變，成功應對這種動態(tài)變化環(huán)境的關(guān)鍵是靈活性。在開發(fā)過程中，能夠最大限度減少軟硬件更改的解決方案是理想解決方案。

理想的多軌電源設計方法是，一項設計自始至終只用一個IC，在該產(chǎn)品的整個生命周期中無需更改布線。該IC對多個電源軌自主進行監(jiān)察和排序，并與其他IC協(xié)作，無縫地監(jiān)察系統(tǒng)中多個電源穩(wěn)壓器，提供故障和復位管理。當系統(tǒng)連接到I2C總線時，設計師可以運用功能強大、基于PC的軟件，實時配置系統(tǒng)、實現(xiàn)系統(tǒng)可視化并調(diào)試系統(tǒng)。

LTC2937正合需求。這是一款具EEPROM的6通道電壓排序器和高準確度監(jiān)察器。6個通道每個都有兩個專用的比較器以±0.75%的準確度準確地監(jiān)視過壓和欠壓情況。比較器門限可在0.2V至6V范圍內(nèi)以8位分辨率單獨地設定。這些比較器速度很快，具10μs抑峰傳輸延遲。每個排序器通道都有一個使能輸出，可控制一個外部穩(wěn)壓器或一個通路FET的柵極。監(jiān)察器電壓和排序器定時的所有方面都是可單獨配置的，包括向上排序和向下排序順序、排序定時參數(shù)、以及故障響應。內(nèi)置EEPROM使該器件完全實現(xiàn)了自主化，能夠以正確狀態(tài)加電以控制系統(tǒng)。此外，多個LTC2937可協(xié)作運行，以對一個系統(tǒng)中多達300個電源自主排序，進行所有操作時都使用單條通信總線。

通過LTC2937的自主故障響應行為以及調(diào)試寄存器，可控制、查看和管理電源故障。LTC2937自動檢測故障情況，并能夠以協(xié)調(diào)一致的方式給系統(tǒng)斷電。該器件可保持斷電，或嘗試在故障后重新給電源排序。在具備微控制器和I2C/SMBus的系統(tǒng)中，LTC2937提供有關(guān)故障類型和原因以及系統(tǒng)狀態(tài)的詳細信息。微控制器可以就怎樣響應做出決定，或者允許LTC2937自己響應。

圖1：LTC2937對6個電源排序

表1：具EEPROM的可編程6通道排序器和監(jiān)察器

電源控制的3個步驟

一個電源周期有3個運行步驟：加電排序、監(jiān)視和斷電排序。圖2針對一個典型系統(tǒng)顯示了這些階段。

在加電排序時，每個電源都必須等待，然后在指定的時間內(nèi)加電到正確的電壓；

在監(jiān)視階段，每個電源都必須保持在指定的過壓和欠壓限制之內(nèi)；

在斷電排序時，每個電源都必須等待(順序常常與加電排序順序不同)，然后在設定時間內(nèi)斷電；

在任意時刻都有可能出錯，導致系統(tǒng)中出現(xiàn)故障。設計挑戰(zhàn)就是，設計一個系統(tǒng)，其中所有這些步驟以及所有變量都可輕易配置，但必須仔細控制。

圖2：電源排序波形

當ON輸入轉(zhuǎn)換至有效時，加電排序開始。LTC2937按照向上排序順序逐一加電，使每個電源依次啟動，并進行監(jiān)視，以確保電源電壓在指定時間之前上升至高于所設定的門限。任何電源，如果未能滿足設定時間要求，都會觸發(fā)排序故障。

提供排序位置時鐘是LTC2937的獨特優(yōu)勢。每個通道都分配了一個排序位置(1至1023)，并在LTC2937計數(shù)到給定排序位置序號時接收啟動信號。具排序位置1的通道總是在具排序位置2的通道之前啟動。如果更改了系統(tǒng)規(guī)定，要求這兩個通道以不同的順序排序，那么排序位置可以交換，在計數(shù)到排序位置1時給第二個通道加電，計數(shù)到排序位置2時給第一個通道加電。多個LTC2937可以共享排序位置信息，以便對所有LTC2937芯片而言，排序位置N同時出現(xiàn)，由不同芯片控制的通道可以參與到相同的排序中(參見圖3)。

圖3：多個LTC2937的典型連接

當最后一個通道加電并跨過其欠壓門限后，監(jiān)視階段開始。在監(jiān)視階段，LTC2937運用其高準確度比較器連續(xù)監(jiān)視每個輸入的電壓，看其是否超越過壓和欠壓門限。該器件忽視輸入信號上較小的干擾，僅在電壓以足夠的幅度超越門限并持續(xù)足夠長時間時才觸發(fā)。當LTC2937檢測到故障時，會按照所設定的監(jiān)察器故障響應行為，立即做出響應。在典型情況下，該器件同時關(guān)斷所有電源，向系統(tǒng)確定RESETB，然后嘗試按照正常啟動順序重新加電。這可防止電源給系統(tǒng)的一部分供電而其他部分得不到供電，或者防止系統(tǒng)在故障后執(zhí)行不一致的故障恢復。一個系統(tǒng)中的多個LTC2937可分享故障狀態(tài)信息，相互對對方的故障做出響應，從而在故障恢復時，保持協(xié)作通道之間完全的一致性。LTC2937提供無數(shù)可編程故障響應行為，以滿足很多不同的系統(tǒng)配置需求。

當ON輸入轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綍r，斷電排序階段開始。排序位置時鐘再次開始計數(shù)，以給電源斷電，不過所有斷電排序參數(shù)都不受加電排序參數(shù)影響。通道可以按照任何順序斷電排序，而且多個LTC2937芯片協(xié)調(diào)所有受控電源的排序。在斷電排序時，每個電源必須在指定時間限制之內(nèi)下降至低于其放電門限，否則會觸發(fā)排序故障。LTC2937可用一個可選電流源拉低電源電壓，以使變化速度慢的電源有效放電。

排序位置時鐘強制執(zhí)行基于事件的排序順序，每個事件等待之前的事件發(fā)生之后才能繼續(xù)。LTC2937還允許基于時間的排序，可用于在預定時間點啟動電源軌的系統(tǒng)中?？芍匦屡渲玫募拇嫫骷瓤稍诨跁r間的排序模式、又可在基于事件的排序模式下運行。

LTpowerPlay ，讓事情變得簡單了

LTC2937有一套廣泛、功能強大的寄存器，而控制這些寄存器很簡單。LTpowerPlay的圖形用戶界面(GUI)在一個簡便的界面中，顯示狀態(tài)寄存器和調(diào)試寄存器中的所有信息。GUI在I2C/SMBus上與ADI的任何電源系統(tǒng)管理IC(包括LTC2937)通信。配置一個或多個LTC2937只需點擊幾下鼠標這么簡單。

LTpowerPlay將設置值保存在PC上，并可將設置值寫到LTC2937的EEPROM中。該GUI還顯示系統(tǒng)故障的所有調(diào)試信息。LTpowerPlay可顯示任一電源何時出現(xiàn)了過壓或欠壓，或者，某個電源是否未能成功完成排序定時。故障后，該GUI允許徹底控制系統(tǒng)重啟。在設計的每個階段，即啟動、配置、調(diào)制和運行階段，LTpowerPlay是系統(tǒng)性能不可或缺的窗口。

圖4：LTpowerPlay的圖形用戶界面(GUI)在一個簡便的界面中顯示狀態(tài)寄存器和調(diào)試寄存器中的所有信息。配置一個或多個LTC2937只需點擊幾下鼠標這么簡單。LTpowerPlay將設置值保存在PC上，并可將設置值寫到LTC2937的EEPROM中。

LTC2937簡化了電源系統(tǒng)排序和監(jiān)察。該器件僅需占用非常少的電路板空間，就可構(gòu)成一個完整系統(tǒng)。LTC2937非常靈活、可重新配置，而通過EEPROM寄存器又可自主運行。該器件可獨立運行，或者與一個大型系統(tǒng)中的其他芯片一起使用，無縫協(xié)調(diào)多達300個電源的運行。