降低可編程電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的方式

　?。?）PPS控制器 IC能夠顯著降低系統(tǒng)電源的元件數(shù)量，同時(shí)極大地?cái)U(kuò)展可控性。與基于模擬 PWM控制器的電源管理芯片相比，它能夠?qū)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/設(shè)計(jì)">設(shè)計(jì)電源時(shí)的插件板上無源器件數(shù)量減少至少 50%,甚至達(dá)80%,同時(shí)無需獨(dú)立排序和電源管理IC.

　?。?）基于 PPS控制器 IC的設(shè)計(jì)可降低整個(gè) FET驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)管理集成的板面空間，并減少無源元件的數(shù)量。

　　（4）PPS控制器 IC的電源設(shè)計(jì)自適應(yīng)方式使得可編程電源基本上不受無源元件隨時(shí)間和溫度偏移的干擾，這樣就降低了電源設(shè)計(jì)對(duì)無源元件容差的敏感性，降低或者消除了組合面板的拷機(jī)需求。

　?。?）PPS 控制器 IC的自動(dòng)設(shè)計(jì)軟件能夠讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)師利用簡單而熟悉的基于 GUI的設(shè)計(jì)工具來快速設(shè)計(jì)完整功能的電源，而無需花費(fèi)時(shí)間去學(xué)習(xí)錯(cuò)綜復(fù)雜的數(shù)字PWM控制或電源管理，也無需進(jìn)行復(fù)雜卻易于出錯(cuò)的元件值計(jì)算（盡管工具能夠讓設(shè)計(jì)師隨心所欲地進(jìn)行眾多的詳細(xì)設(shè)計(jì)）。自動(dòng)工具會(huì)即時(shí)創(chuàng)建 BOM.

　?。?）PPS控制器 IC的高集成度能夠讓設(shè)計(jì)師采用與FPGA相似的方式增添簡單參數(shù)編程并重新配置所需的更為復(fù)雜的電源性能（電源排序、延時(shí)、勻變、電流限制以及電源電壓調(diào)整），而無需更改電源的硬件設(shè)計(jì)。

　?。?）PPS控制器 IC中的獨(dú)立可編程軟啟動(dòng)和軟停機(jī)電源參數(shù)降低了關(guān)鍵系統(tǒng)元件的開通/關(guān)斷應(yīng)力。例如，當(dāng)系統(tǒng)經(jīng)由低等效串聯(lián)電阻（ESR）啟動(dòng)時(shí)，不帶電的電源濾波器電容器會(huì)消耗數(shù)百安培的電流。軟啟動(dòng)電源會(huì)限制這些電流浪涌并且降低電纜、連接器和電容器本身承受的高電流應(yīng)力。軟關(guān)機(jī)能力可確保系統(tǒng)斷路時(shí)，這些電容器充分放電。

　　（8）在整個(gè)編程過程中，PPS控制器 IC的可編程再配置性能夠?qū)⒆罱K的規(guī)范轉(zhuǎn)換為新型的復(fù)雜系統(tǒng)元件（FPGA、微型控制器、針對(duì)應(yīng)用程序的處理器）的電源要求，而無需對(duì)最終的面板等級(jí)、硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行改動(dòng)。

　　（9）在整個(gè)器件的重新編程過程中，PPS控制器 IC的可編程再配置性能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)元件（FPGA、微型控制器、針對(duì)應(yīng)用裝置改編程序的處理器）的獨(dú)特而復(fù)雜的加電和斷電排序要求，而無需重新設(shè)計(jì)復(fù)雜的面板等級(jí)。

　　（10）PPS控制器 IC的可編程再配置性可以方便地滿足不斷變化的核心電源要求-例如有可能需要將FPGA更改為下一代 -只需進(jìn)行簡單的配置編程變更，而無需進(jìn)行面板級(jí)設(shè)計(jì)更改或元件級(jí)BOM修正。

　?。?1）PPS控制器 IC的可編程再配置性只需進(jìn)行簡單的編程更改，便可方便地更改 I/O電源要求（例如有可能需要從 DDR更改為DDR2、低電源/低電壓DDR2或DDR3 SDRAM）。

　?。?2）PPS控制器 IC配置參數(shù)的直接數(shù)字控制能夠讓系統(tǒng)主機(jī)、主電源或者輔助處理器來優(yōu)化主系統(tǒng)元件的運(yùn)行速度，只需稍稍改變系統(tǒng)中多個(gè)復(fù)雜邏輯器件的核心電源電壓即可。

　　（13）PPS控制器 IC的直接數(shù)字控制能夠讓系統(tǒng)主機(jī)、主電源或者輔助處理器管理工作電源級(jí)別以及由可編程斷電空轉(zhuǎn)系統(tǒng)元件或者系統(tǒng)的整個(gè)扇區(qū)所產(chǎn)生的熱量。

　?。?4）PPS控制器 IC的直接數(shù)字控制通過對(duì)受影響的系統(tǒng)電源進(jìn)行排序，或者切斷失效且不重要的系統(tǒng)，從而讓系統(tǒng)主機(jī)、主電源或者輔助處理器自動(dòng)管理插件板上與電源有關(guān)的假信號(hào)或者故障。

　　（15）PPS控制器 IC的直接數(shù)字控制提供了一條通信路徑，能夠遠(yuǎn)程修正或者更新所有電源電壓和加電/斷電順序，在系統(tǒng)就位后不會(huì)出現(xiàn)召回產(chǎn)品、服務(wù)請(qǐng)求或者上門服務(wù)，這降低了系統(tǒng)的TCO（總擁有成本）。

　?。?6）由于對(duì)關(guān)鍵系統(tǒng)元件進(jìn)行了微縮或者更新為下一代版本，因此可編程再配置性能夠輕松地滿足電源要求的變化。

　?。?7）可編程再配置性可輕松地滿足由于海量外圍存儲(chǔ)器和數(shù)字 LCD、LED或等離子顯示板等外接器件不斷變化的接口信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)而導(dǎo)致的系統(tǒng)電源要求的變化。

　　PPS控制器 IC中實(shí)現(xiàn)的具體功能：

　　為了確保您能夠選擇一款具有低風(fēng)險(xiǎn)降低優(yōu)勢(shì)的 PPS控制器 IC,可參照下列具體的特征：

　?。?）充足數(shù)量的頻道通道，以滿足系統(tǒng)需求，以便 PPS控制器 IC能夠完成整個(gè)工作；

　?。?）每個(gè)通道電壓輸出和過電流設(shè)置值均可編程；

　?。?）每個(gè)通道停機(jī)能力可編程，以執(zhí)行各種節(jié)電方案；

　?。?）即便系統(tǒng)關(guān)機(jī)或者處于休眠模式，仍保持需要接收電源的系統(tǒng)區(qū)段的線性穩(wěn)壓器帶電；

　?。?）直觀易用的設(shè)計(jì)和配置軟件；

　?。?）對(duì)元件隨時(shí)間和溫度出現(xiàn)的偏移不敏感；

　?。?）采用芯片內(nèi) PROM的內(nèi)置自動(dòng)自配置；

　　（8）對(duì)關(guān)鍵參數(shù)的簡單數(shù)字化外部控制，從通道電源電壓開始；

　?。?）可方便地通過外部主機(jī)處理器讀取控制器狀態(tài)；

　　（10）完全集成的過電壓保護(hù)、欠電壓閉鎖和過電流保護(hù)；

　?。?1）自動(dòng)電壓饋送勻變定時(shí)和排序；

　?。?2）可編程復(fù)位定時(shí)，電源良好，啟用門控和延時(shí)。

　　恰如其分的 PPS控制器 IC

　　圖2所示為 PPS控制器 IC的簡化框圖，它擁有所有優(yōu)點(diǎn)并且滿足上述所有準(zhǔn)則。圖形所示為 Exar XRP7714和 XRP7740、兩針兼容 PPS控制器 IC的方框圖。

圖2, XRP7714/7740 PPS控制器方框圖

XRP7714和 XRP7740 PPS控制器 IC結(jié)合了執(zhí)行5輸出 PPS所需的所有功能。芯片含四個(gè)可編程開關(guān)電壓控制器以及集成的 FET驅(qū)動(dòng)器，可驅(qū)動(dòng)大電源和小電源 MOSFET,以每通道2A~20A的電流生成開關(guān)電源，XRP7740擁有更大電源的門驅(qū)動(dòng)器。大電源MOSFET和幾個(gè)額外的無源器件便是在四種不同的可編程電源電壓下執(zhí)行四個(gè)高電流開關(guān)電源操作所需的一切。XRP7714和 XRP7740也包含了一個(gè)可配置的線性100mA低壓差線性（LDO）穩(wěn)壓器，可提供第五種系統(tǒng)電源電壓（3.3或5V）。可使用可配置LDO穩(wěn)壓器作為必須保持加電的系統(tǒng)元件的保持電源，系統(tǒng)其余部分?jǐn)嚯姟?/font>

　　除了可編程電源電壓之外，XRP7714和XRP7740還可以控制電壓供給的加電和斷電特征。它可獨(dú)立控制四個(gè)電壓通道中每一個(gè)通道的勻變速度，并且可以控制電源電壓之間的相對(duì)定時(shí)。最后一個(gè)特征能夠讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)師依照FPGA、介質(zhì)處理器、ASIC、SoC和ASSP等眾多復(fù)雜邏輯IC的要求創(chuàng)建更高級(jí)的電源電壓。

　　XRP7714和XRP7740也合并有多個(gè)系統(tǒng)管理功能，這些功能與電源有關(guān)，包括欠電壓和電源良好監(jiān)控、超溫運(yùn)行及故障處理。所有系統(tǒng)監(jiān)視器均可配置，并且可以經(jīng)由芯片的 I2C接口，由主機(jī)處理器對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行查詢。

　　兩個(gè)器件的配置在一個(gè)名為 PowerArchitectTM的基于 PC的軟件程序中進(jìn)行。圖3所示為 PowerArchitectTM監(jiān)視屏的屏幕抓圖。該屏幕抓圖顯示了四個(gè)高電流開關(guān)輸出以及電流限制和勻變定時(shí)參數(shù)的輸出電壓設(shè)置值（可依照輸出電壓配置為 50mV或 100mV）。

圖3,針對(duì) XRP7714配置的 PowerArchitectTM屏幕截圖。

　　輸入到 PowerArchitectTM中的配置數(shù)據(jù)起兩個(gè)重要作用。首先，它驅(qū)動(dòng)嵌入到Digital Power Studio中的自動(dòng) BOM生成器來創(chuàng)建制造PPS所需的完整元件清單，該清單包括部件號(hào)和廠商建議。其次，配置參數(shù)確定了 XRP7714和 XRP7740中配置寄存器中的配置設(shè)定值。可經(jīng)由芯片的 I2C輸入，從芯片內(nèi) PROM或者從外部信源對(duì)這些配置寄存器進(jìn)行初始化。

　　結(jié)論

　　Exar的可編程 XRP7714和 XRP7740 PPS控制器 IC構(gòu)成了 PPS的核心，它可以處理系統(tǒng)電源電壓所造成的眾多不確定性，而無需對(duì)硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行后期修正。還可以有效地處理在產(chǎn)品制造出廠后突然出現(xiàn)的眾多與電源相關(guān)的問題，只需下載代碼即可。采用 PPS控制器 IC來創(chuàng)建可編程電源的優(yōu)勢(shì)類似于在現(xiàn)場(chǎng)采用系統(tǒng)電源而不是邏輯對(duì)處理器固件進(jìn)行升級(jí)。這些優(yōu)勢(shì)有助于在未來對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行升級(jí)。Exar的 PowerXR產(chǎn)品系列包括 XRP7714、XRP7740和XRP7724,使得 PPS的設(shè)計(jì)方便、簡單、快捷、靈活。