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数字电源系统管理消除了“盲点”

导读: 尽管就新式电子系统的可靠工作而言,电源管理至关重要,但今天的系统中也许仍然存在最后一个“盲点”,那就是稳压器。因为对稳压器来说,没有方法直接配置或监视其关键电源系统的工作参数。

  OFweek电子工程网 尽管就新式电子系统的可靠工作而言,电源管理至关重要,但今天的系统中也许仍然存在最后一个“盲点”,那就是稳压器。因为对稳压器来说,没有方法直接配置或监视其关键电源系统的工作参数。因此,电源设计师一直被迫使用一堆混杂在一起的排序器、微控制器和电压监察器,以设定启动、安全等基本的稳压器功能。虽然数字可编程DC/DC转换器投入使用已有多年(最为显著的就是在采用VID输出电压控制的VRM内核电源),但一直缺乏直接从稳压器来监视工作状态信息(特别是实时电流)的能力。

  数字电源系统管理能通过计算机接口设定和监视各种不同的电源参数,正在消除这个“盲点”。可编程参数包括输出电压、排序、跟踪、多个轨的延迟和斜坡、过流限制和过压限制设定点以及工作频率。数字电源系统管理还能回读遥测数据并报告输入电压、输出电压/电流、温度甚至故障等。

  网络设备的系统设计师正被迫提高系统的数据吞吐量和性能,也在被迫增加功能。同时,他们也面临着降低系统总体功耗的压力。数据中心的挑战是,重新安排工作流程,将作业转移到未充分利用的服务器上,从而允许其他服务器关机,以此降低总体功耗。为了满足这些需求,知道最终用户设备的功耗是至关重要的。一个设计得当的数字电源管理系统能为用户提供功耗数据,从而允许智能地做出能源管理决策。

  多轨电路板级电源系统

  大多数嵌入式系统都是通过48V背板供电的。这个电压通常降压至较低的中间总线电压(如12V),以给系统内机架的电路板供电。不过,这些电路板上的大多数子电路或IC都要求在低于1~3.3V的电压范围内、以数十mA至数百A的电流工作。因此,需要负载点(POL)DC/DC转换器,以从中间总线电压降压至子电路或IC所需要的电压。这些轨通常对排序、电压准确度、裕度调节和监察有严格要求。

  在一个数据通信、电信或存储系统中,有多达20个POL电压轨的情况并非不常见,因此系统设计师需要一种简单的方法来管理这些轨的输出电压、排序和最大可允许电流要求。很多处理器都要求I/O电压先于内核电压上升,而某些DSP则要求内核电压先于I/O电压上升。断电排序也是必要的。因此,设计师需要非常容易地进行更改,以优化系统性能,并需要为每一个DC/DC转换器储存一套特定配置,以简化设计工作。

  为了保护昂贵的ASIC免受可能出现的过压情况的损害,高速比较器必须监视每个轨的电压值,而且如果某个轨超出了规定的安全工作限制,就立即采取保护行动。在数字电源系统中,可以通过PMBus报警线通知主机发生了故障,而且可以关断从属轨,以保护受电器件(如ASIC)。要实现这一点,需要合理的准确度和数十μs的响应时间。

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