借用模擬/數(shù)字混合控制器加強(qiáng)電源管理設(shè)計(jì)

　　為貼裝在主機(jī)板上的電源供應(yīng)器加進(jìn)混合控制技術(shù)，優(yōu)勢(shì)為能有力及可預(yù)測(cè)地管理控制器，并即時(shí)提供系統(tǒng)狀況?；旌峡刂破鳎℉ybrid Controller）使用相同的常規(guī)類比電源設(shè)計(jì)方法，但增加了作為啟始化（Initialization）及維護(hù)的數(shù)位介面。數(shù)位介面支持系統(tǒng)與通常基于I2C的控制器雙向通訊，讓開(kāi)發(fā)人員能夠讀回控制器的資料，或藉寫(xiě)入指令至控制器，動(dòng)態(tài)地改變控制器的功能。

　　系統(tǒng)的效能、整體物料清單（BOM）、電路板空間、電源電壓範(fàn)圍及可靠性等不大會(huì)受到加入數(shù)位智能的影響，但混合控制帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是單獨(dú)使用類比方案所無(wú)法提供的。

　　本文將探討及評(píng)估在系統(tǒng)電源應(yīng)用中使用混合控制所實(shí)現(xiàn)的一些優(yōu)勢(shì)。文章將基于實(shí)用立場(chǎng)，藉使用實(shí)例來(lái)確定和探究這些優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而得出能夠成功應(yīng)用混合控制技術(shù)，讓主機(jī)板電源應(yīng)用的終端用戶受益的結(jié)論。

　　透過(guò)SS/延遲接腳增加功能

　　加入數(shù)位通訊并非表示須要增加接腳數(shù)量或封裝尺寸。若以一顆僅有類比電路、不含數(shù)位介面的元件為例，如圖1所示的ADP3192 40接腳同步降壓轉(zhuǎn)換器。為了提供數(shù)位控制下的動(dòng)態(tài)功能，將須要增加兩個(gè)數(shù)位接腳，即數(shù)據(jù)串列數(shù)據(jù)線（SDA）和時(shí)脈串列時(shí)脈線（SCL）功能。

　　圖1　ADP3192接腳輸出

　　這表示增加元件占位面積，或者亦可審視何種功能可完全以數(shù)位方式來(lái)執(zhí)行，且毋需外部硬體，使類比有多余的接腳，以保持塬有接腳數(shù)量。

　　如前文所述，混合控制器內(nèi)的控制迴路維持為混合控制器內(nèi)僅含類比電路的迴路，故沒(méi)有靈活性來(lái)改變與此功能相關(guān)的任何接腳。增加SDA和SCL作為任何接腳的第二功能是不容許的，因?yàn)樵摴δ鼙仨毥鍐⒂么嗽?lái)提供。此外，為可靠操作起見(jiàn)，不可能改變脈衝寬度調(diào)變（PWM）或監(jiān)測(cè)接腳的功能。

　　在這些準(zhǔn)則下，許多塬本的接腳可能得保持不變，確保元件操作可預(yù)測(cè)。然而，控制電源輸出序列的軟啟動(dòng)（SS）及延遲接腳能夠藉數(shù)位控制機(jī)制單獨(dú)地執(zhí)行。此將使晶片插座（Socket）及接腳數(shù)量能保持不變，但加入數(shù)位通訊所需的功能。

　　輸出電壓的SS斜率（Slope）由內(nèi)部計(jì)時(shí)器設(shè)定。缺設(shè)值設(shè)定為電源導(dǎo)通，此可透過(guò)串列介面來(lái)編程。SS電路使用內(nèi)部數(shù)位類比轉(zhuǎn)換器（DAC）以6.25毫伏特的升級(jí)來(lái)增加輸出電壓至啟動(dòng)電壓（Boot Voltage）。一旦輸出電壓達(dá)到啟動(dòng)電壓，啟動(dòng)電壓延遲時(shí)間就用上了。

　　對(duì)于塬本的ADP3192而言，要改變軟啟動(dòng)速率（Soft Start Rate）及啟動(dòng)電壓延遲時(shí)間兩個(gè)參數(shù)，就須要使用公式1及公式2重新計(jì)算兩個(gè)離散元件，并在主機(jī)板上改變硬體。這些元件不可能採(cǎi)用熱插拔（Hot Swapped）方式，因此，在僅含類比電路的設(shè)計(jì)中，不可能以動(dòng)態(tài)的方式改變軟啟動(dòng)的設(shè)定。

　　公式1

　　公式2

　　圖2顯示的是相同元件，但呈現(xiàn)它如何能夠整合數(shù)位通訊，而接腳數(shù)量與塬本的ADP3192相同。加入數(shù)位通訊后，以數(shù)位方式執(zhí)行軟啟動(dòng)及延遲機(jī)制，提供