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利用数字电源系统管理降低数据中心的功耗[图]
http://www.cww.net.cn   2011年5月25日 09:40    eet-china.com    
作 者:Bruce

图1:具有两个大电流输出的应用原理图(采用LTC3880)

  LTC3880/-1可调节两个独立的输出,或配置为两相单输出。多达6相可以交错和并联,以在多个IC之间实现准确的均流,从而最大限度地为大电流或多输出应用降低输入和输出滤波要求。一个板载差分放大器提供了真正的远端输出电压采样。集成型栅极驱动器可从范围为4.5V至24V的输入电压来驱动全N沟道功率mOSFET,而且在整个工作温度范围内,在输出电流高达每相30A 时,该器件可产生准确度为±0.50% 并高达5.5V的输出电压。LTC3880/-1 还可与电源模组和DRMOS 器件一起使用。跨多个芯片的准确定时和基于事件的排序允许优化复杂和多轨系统的上电和断电。LTC3880具有一个用于控制器和栅极驱动电源的内置LDO,而LTC3880-1则允许用外部偏置电压实现最高效率。这两款器件都采用耐热性能增强型6mm x 6mm QFN-40封装。

  用于数字电源系统管理的控制接口

  PMBus 命令语言专为满足大型多轨系统的需要而开发,是一种采用完全定义的命令语言的开放标准电源管理协议,可简化与功率转换器、电源管理器件及系统主处理器的通信。除了一组精确定义的标准命令之外,符合PMBus标准的器件还能够执行其特有的专用命令,以提供一种对POLDC/DC 转换器进行编程和监视的创新型方法。该协议通过业界标准的SMBus 串行接口来执行,并实现了功率转换产品的编程、控制和实时监视。命令语言和数据格式标准化可实现简易的固件开发,从而加快了产品的面市进程。如需了解更多信息,请登录http://pmbus.org 网站查询。

  LTC3880/-1可编程控制参数包括输出电压、裕度调节、电流限值、输入和输出监控限值、上电排序和跟踪、开关频率、识别及可追溯性数据。片内精准数据转换器和EEPROM允许收集稳压器配置设定值和遥测变量值,包括输入和输出电压及电流、占空比、温度以及故障记录,并对这些设定值和变量进行非易失性存储。下面的表1罗列了可采用LTC3880/-1 进行编程的一些参数、其高分辨率、遥测回读能力和替代解决方案。

表1:某些LTC3880/-1 可编程参数以及遥测回读能力和准确度

  LTC3880/-1的配置可以很容易地通过器件的I2C串行接口保存到内部EEPROM中。由于配置存储在芯片上,所以该控制器可以自主上电,而不会增加主处理器的负担。输出电压、开关频率、相位和器件地址的缺省设置可以选择通过外部电阻分压器进行配置。多种设计可以非常容易地在固件中校准和配置,以为一系列应用优化单个硬件设计。

  模拟控制环路

  LTC3880/-1是一款适合众多功能(例如:输出电压、电流限制设定点和排序等等)的数字式可编程DC/DC控制器,但它具有一个旨在实现最佳环路稳定性和瞬态响应的模拟反馈控制环路,而没有数字控制环路的量化效应。

  图2示出了采用模拟反馈控制环路和数字反馈控制环路时,控制器IC内部不同的斜坡曲线。模拟环路具有一个平滑的斜坡,而数字环路则类似于一个阶跃函数——这会引起稳定性问题、减缓瞬态响应速度、并在某些应用中导致需要增加输出电容,而且,数字环路的量化效应将造成输出纹波增大。

图2:LTC3880 的模拟控制环路与数字控制环路的比较

  LTC3880 的模拟控制环路的优点之一是它能够采用比数字控制环路替代方案小50% 的输出电容,而且稳定性更佳(实现稳定所需的时间较短)。此外,数字控制瞬态响应在稳定之前还会出现振荡,这是由于量化效应及其ADC 分辨率的局限性所造成的。图3示出模拟控制环路与数字控制环路的瞬态响应之比较。

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编 辑:高娟    联系电话:010-67110006-853
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