DC/DC 控制器兼有數(shù)字電源系統(tǒng)管理功能和模擬控制環(huán)路，以實(shí)現(xiàn) ±0.5% 的 VOUT 準(zhǔn)確度

PMBus 使用戶能監(jiān)視以下電源狀態(tài)：

輸出/輸入電壓

輸出/輸入電流

內(nèi)部芯片溫度

外部電感器溫度

器件狀態(tài)

故障狀態(tài)

系統(tǒng)狀態(tài)

峰值輸出電流

峰值輸出電壓

峰值內(nèi)部/外部溫度

故障日志狀態(tài)

模擬控制環(huán)路

LTC3883 / LTC3883-1 的眾多功能都是數(shù)字可編程的，包括輸出電壓、電流限制設(shè)定點(diǎn)和排序。不過，控制環(huán)路仍然是純模擬的，這樣就不會(huì)有數(shù)字控制環(huán)路那樣的量化效應(yīng)，從而提供最佳環(huán)路穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)。

圖 4 比較的是具有模擬反饋控制環(huán)路的控制器 IC 和具有數(shù)字反饋控制環(huán)路的控制器 IC 之上升曲線。模擬環(huán)路是平滑上升的，而數(shù)字環(huán)路有一個(gè)一個(gè)的步進(jìn)，由于量化效應(yīng)，這可能導(dǎo)致穩(wěn)定性問題、更慢的瞬態(tài)響應(yīng)、在有些應(yīng)用中需要更大的輸出電容以及在 PWM 控制信號(hào)上有更大的輸出紋波和抖動(dòng)。

電流模式控制環(huán)路產(chǎn)生最佳環(huán)路穩(wěn)定性、逐周期電流限制以及快速和準(zhǔn)確的電壓及負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。簡(jiǎn)單的環(huán)路補(bǔ)償不受工作狀態(tài)和轉(zhuǎn)換器配置的影響。該器件還支持連續(xù)、斷續(xù)和突發(fā)模式 (Burst Mode®) 電感器電流控制。

圖 4：LTC3883 的模擬控制環(huán)路與數(shù)字控制環(huán)路的對(duì)比。模擬環(huán)路具有平滑的上升曲線，而數(shù)字環(huán)路有一個(gè)一個(gè)的步進(jìn)，由于量化效應(yīng)，這可能導(dǎo)致穩(wěn)定性問題、更慢的瞬態(tài)響應(yīng)、在有些應(yīng)用中需要更大的輸出電容以及在 PWM 控制信號(hào)上有更大的輸出紋波和抖動(dòng)。

ANALOG CONTROL LOOP：模擬控制環(huán)路

ANALOG CURRENT WAVEFORM：模擬電流波形

FIXED：固定的

DIGITAL CONTROL LOOP：數(shù)字控制環(huán)路

DIGITAL RAMP：數(shù)字斜坡

電感器 DCR 的自動(dòng)校準(zhǔn)

利用電感器的 DC 電阻而不是檢測(cè)電阻器檢測(cè) DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸出電流有幾大優(yōu)勢(shì)，包括更低的功率損耗、電路復(fù)雜性和成本。不過，如果規(guī)定的標(biāo)稱電感器 DCR 和實(shí)際的電感器 DCR 之間有任何差別，都會(huì)在所測(cè)得的輸出電流以及峰值電流限制中導(dǎo)致成比例的誤差。

運(yùn)用凌力爾特正在申請(qǐng)專利的算法，LTC3883 / LTC3883-1 可以測(cè)量并補(bǔ)償電感器 DCR 與其標(biāo)稱值之間的容差。只要在該轉(zhuǎn)換器處于穩(wěn)定狀態(tài)且有足夠大的負(fù)載電流以準(zhǔn)確測(cè)量輸入和輸出電流時(shí)，通過 PMBus 命令完成一個(gè)簡(jiǎn)單的 180ms 校準(zhǔn)程序即可。

LTC3883 / LTC3883-1 可準(zhǔn)確測(cè)量電感器溫度，以在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)保持準(zhǔn)確的電流回讀。LTC3883 動(dòng)態(tài)地建立從外部溫度傳感器到電感器磁芯的溫度上升模型，以了解電感器的自熱影響。這項(xiàng)正在申請(qǐng)專利的算法簡(jiǎn)化了外部溫度傳感器的放置要求，實(shí)現(xiàn)了極其穩(wěn)定的狀態(tài)，并補(bǔ)償了從電感器磁芯到主散熱器的瞬態(tài)溫度誤差。

多 IC 系統(tǒng)

大型多軌電源板通常由隔離式中間總線轉(zhuǎn)換器組成，該轉(zhuǎn)換器將來自背板的 -48V 電壓轉(zhuǎn)換成更低的中間總線電壓 (IBV)，典型值為 12V，該中間總線電壓被分配到 PC 板的各處。單獨(dú)的負(fù)載點(diǎn) (POL) DC-DC 轉(zhuǎn)換器將 IBV 降至所需的軌電壓，通常為 0.5V 至 5V，同時(shí)輸出電流的范圍為 0.5A 至 120A。這類電路板排列很密集，數(shù)字電源系統(tǒng)管理電路不能占用太多 PC 板面積。

凌力爾特的高性能 PMBus 控制器 (例如: LTC3883 / LTC3883-1) 和伴隨 IC (例如: LTC2978) 一起工作，可以高效率且無(wú)縫地滿足今天復(fù)雜電路板嚴(yán)格的數(shù)字電源管理要求。這些要求包括排序、電壓準(zhǔn)確度、過流和過壓限制、裕度控制、監(jiān)察以及故障控制。對(duì)任何數(shù)量的電源而言，這些器件的任意組合都能使排序設(shè)計(jì)變得非常容易。運(yùn)用基于時(shí)間的算法，用戶能以簡(jiǎn)單的可編程延遲，以任意順序?qū)壍慕油ê蛿嚅_排序。運(yùn)用單線 SHARE_CLK 總線以及一個(gè)或多個(gè)雙向通用 IO (/GPIO) 引腳，可以跨多個(gè)芯片排序。

LTpowerPlay 軟件

LTpowerPlay 軟件使同時(shí)控制和監(jiān)視多個(gè)支持 PMBus 的凌力爾特器件變得容易了。將系統(tǒng)參數(shù)下載到 LTC3883 / LTC3883-1 的內(nèi)部 EEPROM 中，就可以實(shí)時(shí)修改該 DC/DC 控制器的配置。這允許用軟件調(diào)整系統(tǒng)配置，而不必完成要求苛刻的任務(wù)，例如更換組件、手動(dòng)地給電路板重新布線等，因此節(jié)省了設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)間。圖 5 顯示的是如何控制輸出電壓、OV/UV 保護(hù)限制以及接通/斷開斜坡。波形顯示了輸出電壓的軟啟動(dòng)和軟停止。圖中也顯示了警報(bào)和故障情況。

圖 5：電源系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化。LTpowerPlay 使全面的電源控制觸手可及

結(jié)論

LTC3883 / LTC3883-1 兼有高性能模擬開關(guān)調(diào)節(jié)和精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及靈活的數(shù)字接口。多個(gè) LTC3883 可以與其他器件并聯(lián)使用，以方便地建立優(yōu)化的多軌數(shù)字電源系統(tǒng)。

LTpowerPlay 軟件開發(fā)系統(tǒng)支持所有凌力爾特 PMBus 產(chǎn)品，這有助于電路板設(shè)計(jì)師快速調(diào)試系統(tǒng)。LTpowerPlay 可用來監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)電源電壓、限制值及排序。只用幾條標(biāo)準(zhǔn) PMBus 命令，就可以非常容易地進(jìn)行生產(chǎn)裕度測(cè)試。整合 LTC3883 / LTC3883-1 和其他凌力爾特 PMBus 產(chǎn)品，是快速將數(shù)字控制的電源推向市場(chǎng)的最佳途徑。