大電流軌需要具備控制和監(jiān)察功能的轉(zhuǎn)換器

視應(yīng)用的需求，可以通過(guò)選擇最佳工作頻率來(lái)優(yōu)先考慮峰值效率或解決方案尺寸。LTC3882 的可編程開(kāi)關(guān)頻率范圍為 250kHz 至 1.25MHz，支持對(duì)電感器尺寸和輸出電流紋波的優(yōu)化。LTC3882 還可用來(lái)產(chǎn)生共享的 PWM 主時(shí)鐘，或接受一個(gè)外部時(shí)鐘輸入，以同步至不同的系統(tǒng)時(shí)基。

針對(duì)高功率的低 DCR 檢測(cè)

在輸出電流相對(duì)較高時(shí)，轉(zhuǎn)換效率必須最大限度地提高，以限制傳導(dǎo)損耗產(chǎn)生的熱量，并最大限度地降低相關(guān)的冷卻成本。最大限度降低電流檢測(cè)組件中的功率損耗以盡可能提高效率是很重要，因?yàn)樵摻M件不斷地看到全 DC 負(fù)載電流加上附加紋波電流。LTC3882 支持常規(guī)檢測(cè)電阻器拓?fù)湟约暗?DCR 檢測(cè)方法，而低 DCR 檢測(cè)可以產(chǎn)生僅為幾十毫伏的電壓。固定斜率電壓模式 PWM 架構(gòu)允許用大信號(hào)控制占空比，消除了采用電流模式控制方法時(shí)低 DCR 設(shè)計(jì)可能產(chǎn)生的噪聲問(wèn)題。圖 3 所示為圖 1 原理圖的效率和功率損耗。

圖 3：12V 輸入至 1V 輸出時(shí)的效率和功率損耗曲線

LTC3882 提供了一個(gè)可選的數(shù)字輸出伺服功能。當(dāng)該功能啟動(dòng)時(shí)，通道電壓的 16 位 ADC 輸出用來(lái)伺服所希望的平均輸出值。在這種情況下，轉(zhuǎn)換器提供了十分出色和僅為 ±0.2% 的典型輸出誤差，隨溫度變化的最大誤差為 ±0.5%。就多相單輸出工作而言，LTC3882 提供單獨(dú)的均流環(huán)路，該環(huán)路提供準(zhǔn)確的負(fù)載平衡，這與常規(guī)電壓模式轉(zhuǎn)換器相比是一個(gè)改進(jìn)。輸出通道通過(guò)引腳搭接設(shè)計(jì)成主控制通道或從屬通道。主通道上的 IAVG 引腳提供與瞬時(shí)輸出電流變化類似的電壓。給這個(gè)線路加上一個(gè) 100pf 至 200pf 的濾波電容器，然后發(fā)送給所有從屬相位通道。從屬通道運(yùn)用這一信息和來(lái)自主通道的主 COMP 控制電壓，使自身的輸出電流與主通道的輸出電流相匹配。圖 4 顯示，在高速負(fù)載階躍時(shí)，這種匹配得到了動(dòng)態(tài)保持。

圖 4：輸出瞬態(tài)時(shí)的動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡

準(zhǔn)確的遙測(cè)

LTC3882 用一個(gè)內(nèi)部 16 位 ADC 監(jiān)視關(guān)鍵電源參數(shù)。對(duì)輸入和輸出電壓、輸出電流、占空比以及溫度，都可以通過(guò) PMBus 進(jìn)行數(shù)字回讀。LTC3882 跟蹤、保持并提供這些參數(shù)的峰值。

除基本電源參數(shù)遙測(cè)以外，LTC3882 還通過(guò) PMBus 向系統(tǒng)主機(jī)報(bào)告多種內(nèi)部及外部狀態(tài)信息。

快速可編程故障響應(yīng)

運(yùn)用 LTC3882 以及其他凌力爾特 PSM 系列器件 (例如：LTC3880) 之間的共享故障總線，可以檢測(cè)故障并提供故障信息。LTC3882 提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)漏 ALERT 輸出，以向總線主機(jī)發(fā)出多種故障情況通知。LTC3882 對(duì)關(guān)鍵故障產(chǎn)生高速、低電平硬件響應(yīng)以保護(hù)功率級(jí)及下游系統(tǒng)負(fù)載。然后，可以用 PMBus 命令配置較高電平的響應(yīng)、屏蔽系統(tǒng)故障并決定將哪些故障信息傳送給共享故障總線。這可靈活地在系統(tǒng)級(jí)動(dòng)態(tài)管理故障，甚至在硬件已經(jīng)設(shè)計(jì)制造完畢后也可提供靈活性。

LTC3882 提供廣泛的日志能力，可記錄故障發(fā)生前一瞬間轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行狀態(tài)。日志可以啟動(dòng)并將內(nèi)容存儲(chǔ)到內(nèi)部 EEPROM 中，以提供黑匣子記錄器功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)診斷或后續(xù)異常事件的遠(yuǎn)端調(diào)試。

PSM 的優(yōu)勢(shì)

考慮使用 PSM 控制器有很多理由。可以向 LTC3882 發(fā)布 PMBus 命令，以設(shè)定輸出電壓、電壓裕度、開(kāi)關(guān)頻率、輸出接通 / 關(guān)斷排序以及其他工作參數(shù)?？傊?，LTC3882 支持超過(guò) 100 條標(biāo)準(zhǔn)及定制的 PMBus 命令。這種可編程性的主要好處是降低設(shè)計(jì)成本、加速產(chǎn)品上市。一旦完成基本硬件的宏觀設(shè)計(jì)，通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié) LTC3882 控制器內(nèi)能以數(shù)字方式編程的參數(shù)，就可按照需要快速產(chǎn)生很多變化、讓系統(tǒng)快速進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)并對(duì)設(shè)計(jì)加以驗(yàn)證。調(diào)節(jié)可以按照需要，一直在生產(chǎn)進(jìn)行后調(diào)節(jié)，包括完全同步的電源軌重新排序 / 再定時(shí)。有了這種靈活性，再加上可選的關(guān)鍵電源參數(shù)外部電阻器設(shè)定方法，就可以避免高風(fēng)險(xiǎn)、高成本的 PCB 推敲工作，或者避免由于最后一分鐘的需求變化或系統(tǒng)用途變化而需要手工更改連線。

最終配置可以輕而易舉地通過(guò)各種方式存儲(chǔ)在內(nèi)部 EEPROM 中，包括定制的生產(chǎn)設(shè)定方式。一旦配置存儲(chǔ)完畢，控制器就可以自主加電到該狀態(tài)，而不會(huì)給主機(jī)增加額外的設(shè)定負(fù)擔(dān)。另外，即使在裝載最終 EEPROM 配置之后，仍然可以使用可選外部設(shè)定電阻器來(lái)修改幾個(gè)關(guān)鍵工作參數(shù)，例如輸出電壓、頻率和相位分配。

一旦設(shè)計(jì)完成，LTC3882 支持的多種尋址方法就會(huì)視控制和監(jiān)視要求的不同而不同，允許系統(tǒng)在軌、器件或單個(gè)通道級(jí)與所有器件或選定器件通信。另外，PMBus 為實(shí)現(xiàn)尖端的高級(jí)系統(tǒng)運(yùn)行提供了方便，例如需要大電流的高能效應(yīng)用的負(fù)載平衡。如果在大型系統(tǒng)中采用常規(guī)電源組件，那么這些功能根本不可能有效地實(shí)現(xiàn)，甚至不可能實(shí)現(xiàn)。

結(jié)論

PSM 是系統(tǒng)設(shè)計(jì)師利用現(xiàn)有系統(tǒng)主處理器或簡(jiǎn)單 PC 連接控制電源的一種方式。在開(kāi)發(fā)和調(diào)試階段，這種控制能力非常寶貴，能夠幫助設(shè)計(jì)師讓系統(tǒng)快速進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，并能夠控制和調(diào)節(jié)電源電壓、各種限制值以及排序，而無(wú)需修改物理硬件、電路和 / 或系統(tǒng)用料單。就大軌數(shù)系統(tǒng)而言，PSM 是一種簡(jiǎn)單、實(shí)用和強(qiáng)大的方法。