多軌電路板級電源系統(tǒng)與數(shù)字電源系統(tǒng)之信息監(jiān)測無漏洞介紹

　　由于沒有方法直接配置或監(jiān)視其關(guān)鍵電源系統(tǒng)的工作參數(shù)，因此電源設(shè)計師一直被迫使用一堆混雜在一起的排序器、微控制器和電壓監(jiān)察器，以設(shè)定啟動、安全等基本的穩(wěn)壓器功能。雖然數(shù)字可編程DC/DC轉(zhuǎn)換器投入使用已有多年（最為顯著的就是在采用VID輸出電壓控制的VRM內(nèi)核電源），但一直缺乏直接從穩(wěn)壓器來監(jiān)視工作狀態(tài)信息（特別是實時電流）的能力。數(shù)字電源系統(tǒng)管理能通過計算機接口設(shè)定和監(jiān)視各種不同的電源參數(shù)，正在消除這個“盲點”?？删幊虆?shù)包括輸出電壓、排序、跟蹤、多個軌的延遲和斜坡、過流限制和過壓限制設(shè)定點以及工作頻率。數(shù)字電源系統(tǒng)管理還能回讀遙測數(shù)據(jù)并報告輸入電壓、輸出電壓/電流、溫度甚至故障等。

　　網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計師正被迫提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量和性能，也在被迫增加功能。同時，他們也面臨著降低系統(tǒng)總體功耗的壓力。數(shù)據(jù)中心的挑戰(zhàn)是，重新安排工作流程，將作業(yè)轉(zhuǎn)移到未充分利用的服務(wù)器上，從而允許其他服務(wù)器關(guān)機，以此降低總體功耗。為了滿足這些需求，知道最終用戶設(shè)備的功耗是至關(guān)重要的。一個設(shè)計得當?shù)臄?shù)字電源管理系統(tǒng)能為用戶提供功耗數(shù)據(jù)，從而允許智能地做出能源管理決策。

　　多軌電路板級電源系統(tǒng)

　　大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是通過48V背板供電的。這個電壓通常降壓至較低的中間總線電壓（如12V），以給系統(tǒng)內(nèi)機架的電路板供電。不過，這些電路板上的大多數(shù)子電路或IC都要求在低于1～3.3V的電壓范圍內(nèi)、以數(shù)十mA至數(shù)百A的電流工作。因此，需要負載點（POL）DC/DC轉(zhuǎn)換器，以從中間總線電壓降壓至子電路或IC所需要的電壓。這些軌通常對排序、電壓準確度、裕度調(diào)節(jié)和監(jiān)察有嚴格要求。

　　在一個數(shù)據(jù)通信、電信或存儲系統(tǒng)中，有多達20個POL電壓軌的情況并非不常見，因此系統(tǒng)設(shè)計師需要一種簡單的方法來管理這些軌的輸出電壓、排序和最大可允許電流要求。很多處理器都要求I/O電壓先于內(nèi)核電壓上升，而某些DSP則要求內(nèi)核電壓先于I/O電壓上升。斷電排序也是必要的。因此，設(shè)計師需要非常容易地進行更改，以優(yōu)化系統(tǒng)性能，并需要為每一個DC/DC轉(zhuǎn)換器儲存一套特定配置，以簡化設(shè)計工作。

　　為了保護昂貴的ASIC免受可能出現(xiàn)的過壓情況的損害，高速比較器必須監(jiān)視每個軌的電壓值，而且如果某個軌超出了規(guī)定的安全工作限制，就立即采取保護行動。在數(shù)字電源系統(tǒng)中，可以通過PMBus報警線通知主機發(fā)生了故障，而且可以關(guān)斷從屬軌，以保護受電器件（如ASIC）。要實現(xiàn)這一點，需要合理的準確度和數(shù)十μs的響應(yīng)時間。

　　LTC3880/-1能提供高度準確的數(shù)字電源系統(tǒng)管理，具高分辨率可編程性和快速遙測數(shù)據(jù)回讀，可實時控制并監(jiān)視關(guān)鍵的負載點轉(zhuǎn)換器功能。該器件是一款雙輸出、高效率、同步降壓型DC/DC控制器，提供基于I2C并具超過100條指令的PMBus接口和內(nèi)置的EEPROM。該器件兼有最佳的模擬開關(guān)穩(wěn)壓控制器和精準混合信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，可無與倫比地實現(xiàn)電源系統(tǒng)的易設(shè)計性和易管理性，并得到了具易用型圖形用戶界面（GUI）的LTpowerPlay軟件開發(fā)系統(tǒng)的支持。