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多电压轨体系需求具有操控和督查功用的转换器

由于系统复杂性提高、数字组件激增,所以其内部电压轨的数量也在持续增加,在这种情况下,必须有一种机制来监视和控制这些电压轨。常见

  由于体系复杂性进步、数字组件激增,所以其内部电压轨的数量也在继续添加,在这种状况下,有必要有一种机制来监督和操控这些电压轨。常见的状况或许是,有多达50个负载点电压轨,并且体系设计师有必要能够十分简单地监督和调理电源电压、完成电源加电/断电排序、设定作业电压约束以及读取电压、电流和温度等参数,并拜访具体的毛病记载。

  一种操控高轨数体系的盛行办法是经过数字通讯总线。这种办法常常称为“数字电源”或“数字电源体系办理(DPSM)”,能够使设计师操控、监督和督查几十个电压轨。已然能够以数字方法改动电源参数,那么就不用像曾经那样,需求更改物理硬件、电路和/或体系用料了,因而可缩短产品上市及宕机时刻。

  新出现的DPSM产品往往支撑经过PMBus等两线接口进行装备和监督,这是一种根据敞开规范I2C的数字接口协议。这就为DPSM产品与现有嵌入式体系和架构、电路板装置操控器(Board Mount Controllers)以及智能渠道办理接口(Intelligent Platform Management Interfact)功用无缝集成供给了好处。为了完成简略性和易用性,尤其是在硬件开发及测验初期,常常经过在PC上运转的图形用户界面(GUI)以及USB至PMBus通讯转化器东西(常称为接口转化板)衔接DPSM体系。

  在现在的新式电子体系中,最终剩余的“盲点”之一是电源的状况,由于人们一般没有办法直接装备或长途监督要害作业参数。若要完成牢靠运转,要害是要能够检测稳压器输出电压随时刻的漂移或过热状况,并在潜在毛病事情产生之前采纳举动。凭仗DPSM,体系能够监督电压稳压器的功用,并陈述其健康状况,以便在稳压器超出功用规范乃至产生毛病之前能够采纳纠正办法。DPSM运用户能够根据从负载和体系搜集的信息采纳举动,并具有以下优势:

  产品更快上市

  。无需更改PCB,就可改动电源参数

  。快速进行体系描绘、优化和数据发掘

  负载级优势

  。随时刻和温度改动操控电源精确度

  。经过裕度调理测验FPGA容限

  。经过减载进步体系功率

  体系级优势:

  。以数字方法拜访电路板级电源确诊数据

  。监督和精确指出体系内遍地的功耗

  。毛病办理/毛病记载。

  数据中心优势

  。发现功耗趋势、检测随时刻的动摇和改动

  。进行猜测性剖析以最大极限下降运转本钱

  。做出动力办理决策

  PMBus指令言语是为满意大型多轨体系的需求而开发的。除了一套紧密界说的规范指令,契合PMBus要求的体系还能够选用它们自己的专有指令,以供给立异的增值功用。大部分指令及数据格式完成了规范化,这对出产这类体系电路板的OEM而言是一大优势。该协议经过业界规范SMBusTM串行接口完成,能够编程、操控和实时监督电源转化产品。指令言语和数据格式规范化使OEM能够十分简单地开发和重用固件,成果电源体系设计师能够让产品更快上市。如需了解更多信息,请拜访:http://pmbus.org.凭仗超越75种PMBus规范指令功用,用户能够运用这一最盛行的敞开规范电源办理协议之一,全面操控其电源体系的运转。

  尤其是在数据中心中,要害应战是下降整体功耗。经过重新安排未得到充分运用的服务器之运用,并根据所耗费的功率封闭其他一些服务器,就有或许处理这一难题。为了满意这些需求,有必要清楚设备的功耗。DPSM可认为用户供给功耗数据,然后答应实时做出正确的动力办理决策。DPSM正在敏捷得到选用,由于这种体系能够供给有关电源体系的精确信息,并且能够自主操控和督查许多电压。凌力尔特公司有几款具有这些功用的数字电源产品,而最近发布的LTC3882便是其中之一。

  DPSM DC/DC操控器

  LTC3882是一款双输出多相同步降压型DC/DC操控器,具有串行数字接口。该器材选用先进的调制电压形式进行操控,完成了杰出的瞬态呼应,并能够运用DCR十分低(0.25 mΩ)的电感器作业,然后答应完成更高的功率和每输出高达40A的电流。兼容传动体系包含DrMOS、电源构件或分立式FET驱动器以及N沟道MOSFET.其数字接口使体系设计师和长途操作员能够操控和监测体系电源状况及功耗。已然能够以数字方法改动电源参数,那么就不用像曾经那样需求更改物理硬件、电路和/或体系用料了,然后可加快产品上市及缩短宕机时刻。

  LTC3882的两线串行接口答应对输出进行裕度调理和微调,并根据根据时刻或根据电压的排序延迟时刻,使输出以可编程转化率斜坡上升和下降。输入和输出电流及电压、输出功率、温度、运转时刻以及峰值都是可读取的。该器材由快速双模仿操控环路、精确的混合信号电路以及EEPROM组成,选用6mm x 6mm QFN-40封装

  为了评价LTC3882的功用,凌力尔特供给了LTpowerPlay? GUI (可免费下载)、USB至PMBus转化器以及演示电路板。凭仗随温度改动仅为±0.5%的最大DC输出差错、±1%的电流回读精确度、集成的16位增量累加ADC和EEPROM,LTC3882整合了超卓的模仿开关稳压器功用和精确的混合信号数据收集。该器材在3V至38V的输入电源电压范围内作业,供给0.5V至5.25V的输出电压。两个通道能够精确均流,以供给高达80A的电流。多达4个LTC3882能够并联运转,以完成2、3、4、6或8相作业。启动时,输出电压、开关频率和通道相位角的分配可由引脚搭接电阻器设定或从内部EEPROM加载。以下是LTC3882的简化原理图,选用DrMOS作为传动体系,从12V标称输入供给1V/80A输出。

  

  图1:两相单输出LTC3882运用原理图  输出电压裕度

  人们常常需求调理几个电压轨的裕度,使其到达特定电压,并需求查看裕度调理之后每个轨的电压值。选用DPSM能够简化并加快这个进程。图2显现,装备为两个输出的LTC3882输出电压是怎样呼应一个7.5%低裕度PMBus指令。标称1V的输出变为0.92V,标称1.8V的输出变成1.66V.经过LTpowerPlay能够将这一功用扩展至72个电压轨,然后可十分简单地进行裕度调理,并验证所设定的电压值。

  

  图2:输出电压回读,选用LTC3882的DPSM,对VOUT进行低7.5%的裕度调理

  用于实在运用的数字电源体系办理

  一个体系电路板有超越30个电源轨的状况是很常见。这类型的电路板一般组件摆放密布,DPSM电路不能占用太大空间。此外,DPSM电路有必要易于运用,有必要操控很多的电压轨。并且这种处理方案有必要自主作业,或许与体系主处理器通讯,以获取指令、完成操控并陈述遥测信息。

  凌力尔特的LTM4676、LTC2977、LTC2974、LTC3882和LTC3883能够组合起来,在一节I2C总线上操控多达72个电压。LTM4676和LTC3882产生并办理两个大电流轨。LTC3883产生并办理一个大电流输出。LTC2977办理多达8个电源轨,而LTC2974则办理4个电源轨。

  图3显现,怎样用各种不同的凌力尔特μModule (微型模块)稳压器、办理器和DC/DC操控器操控一个多电压轨系统。这些电压轨一般关于排序、电压精确度、过流和过压约束、裕度调理以及督查都有严格要求。

  

  图3:经过I2C/PMBus操控19个电压轨的方框图

  定论

  DPSM为体系设计师供给了一种机制,以用简略的PC衔接或现有体系主处理器来操控电源。在开发和调试阶段,这种功用十分有用,能够使设计师快速建立并运转体系,并且无需更改物理硬件、电路和/或体系用料,就能够操控和调理电源电压、约束值以及排序。

  裕度测验也愈加简单进行了,由于整个测验都能够用几条指令并经过I2C/PMBus加以操控。DPSM可认为用户供给功耗数据,然后答应做出正确的动力办理决策,这有助于下降整体功耗。有关电源健康状况的电源体系数据能够发回给OEM,然后有效地掀开了获取DC/DC转化器健康状况数据时遇到的“盲点”。稳压器输出电压随时刻的漂移也能够检测,并能够在潜在毛病事情产生之前采纳举动。假如一块电路板被回来,就能够回读毛病记载,以确认产生了什么毛病、产生毛病时的电路板温度以及产生毛病的时刻。这些数据可用来快速确认根本原因,或许体系作业时是否超出了所规则的极限,还可用来改进未来的产品设计。关于高轨数体系和想要操控其电源体系的OEM而言,数字电源体系办理是一种强壮的东西。

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