電源管理的新趨勢

　　隨著可編程邏輯技術(shù)在設(shè)計中的電源管理子系統(tǒng)部分的使用，為電路板/系統(tǒng)設(shè)計工程師帶來了新的功能。將可編程邏輯技術(shù)應(yīng)用于電源管理的實際好處是，設(shè)計人員可以退一步并重新審視整個設(shè)計，使用PLD(可編程邏輯器件)作為高層系統(tǒng)元器件，來創(chuàng)造更多集成的、以功能為導(dǎo)向的解決方案。

　　設(shè)計實例

　　也許最簡單的方式來說明這個“設(shè)計思想轉(zhuǎn)變”是使用一個設(shè)計實例。目標(biāo)設(shè)計是一個電源/電路板管理子系統(tǒng)，用于機(jī)架安裝的通信系統(tǒng)的控制卡中。電路板框圖如圖1頂部所示，還有一個電源管理模塊的擴(kuò)展視圖如底部所示。電路板上的主要元件是MCU、FPGA、ASIC、DDR存儲器、閃存、外設(shè)和電源/電路板管理子系統(tǒng)。電路板有CompactPCI Express(cPCI Express)背板，可以在電路板通電時插入或拔出(熱插拔功能)。背板提供了標(biāo)準(zhǔn)的cPCI Express電源，+12V、+5V和+3.3V，并且這些可以用來開發(fā)更多板上的電源電壓(例如，+2.5V和1.8V)。在這個設(shè)計中，12V電壓將使用的負(fù)載點(POL)DC-DC轉(zhuǎn)換器為電路板供電，+2.5V和+1.8V。

　　圖1 cPCI Express通信電路板框圖

　　熱插拔和電源/電路板管理子系統(tǒng)有以下主要要求：

　　● 電路板電源要求范圍為10～200W。

　　● 當(dāng)在上電情況下插入系統(tǒng)時，+12V、+5V和+3.3V電路板電壓需要以可控的方式上拉，這樣浪涌電流不會損壞電路板的電源MOSFET并且也不會影響其他電路板插入機(jī)架(熱插拔功能)。

　　● 電路板必須產(chǎn)生一個背板故障預(yù)警。

　　● 電路板電壓必須正確上電，因為一些元件需要電源按特定順序或特定斜率上電。

　　● 必須生成特定電路板的電源管理信號用于FPGA初始化、器件和子系統(tǒng)復(fù)位。

　　● 系統(tǒng)控制器必須可以通過I2C來進(jìn)行背板電壓測量以及板上的電壓和電流的測量。