數(shù)字電源管理可在改善系統(tǒng)性能的同時又可降低能源成本
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
堅固的系統(tǒng)需要通用故障管理
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/143764.htm雙向故障引腳可用來建立通道之間故障響應(yīng)的相關(guān)性。例如，如果發(fā)生短路，那么一個或多個通道的接通排序可以終止。電壓和電流監(jiān)察器的限制門限和響應(yīng)時間的過大和過小值都是可編程的。此外，還可監(jiān)視輸入電壓、芯片溫度和 4 個外部二極管的溫度。LTC2974 可以設(shè)定為，如果這些量之中的任意一個超過了它們的過大或過小值的限制，那么 LTC2974 就以若干種方式做出響應(yīng)，包括立即鎖斷、抗尖峰干擾鎖斷和具重試功能的鎖斷。
還可用集成的看門狗定時器來監(jiān)視外部微控制器。有兩種超時時間間隔可用：第一次看門狗時間間隔和接續(xù)時間間隔。這使得有可能在一確定電源良好信號以后，就為微控制器規(guī)定較長的超時時間間隔。LTC2974 可以配置為，如果發(fā)生看門狗故障，就使微控制器在預(yù)先確定的時間長度內(nèi)處于復位狀態(tài)，之后重新確定電源良好輸出。
利用準確的電壓監(jiān)視來改善制造良率
隨著電壓降至低于 1.8V，很多現(xiàn)成有售的模塊在隨溫度變化滿足輸出電壓準確度的要求方面都會遇到麻煩?，F(xiàn)在，低于 ±10mV 的絕對準確度要求是常見的，從而必須在制造過程中微調(diào)輸出電壓，這是一個耗費大量時間的過程。
原始設(shè)備制造商 (OEM) 必須給測試留出裕度，以確保面對不斷漂移的軌電壓，交付可靠的系統(tǒng)，這可能導致極大地影響制造良率。解決這一問題有一種好得多的辦法，即接受電源模塊不準確這個現(xiàn)實，使系統(tǒng)能在現(xiàn)場自我微調(diào)。LTC2974 的數(shù)字伺服環(huán)路從外部微調(diào)該模塊的輸出電壓，使其準確度隨溫度變化好于 ±0.25% (參見圖 3)，從而最大限度地減少了軌電壓漂移。除了改善制造良率，該數(shù)字伺服環(huán)路避開了模塊準確度限制，使給電源模塊供電變得更容易了?！ ?/p>
堅固的系統(tǒng)得自非常容易的裕度調(diào)節(jié)
LTC2974 的數(shù)字伺服環(huán)路10 位 DAC 在為 Shmoo 繪圖等應(yīng)用保持高分辨率的同時，還允許用戶在很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電源裕度。裕度調(diào)節(jié)是用單條命令通過 I2C 接口控制的，而且裕度調(diào)節(jié) DAC 的輸出連接到反饋節(jié)點，或通過一個電阻器微調(diào) DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸入。這個電阻器的值針對允許的輸出電壓裕度調(diào)節(jié)范圍設(shè)定了硬件限制，這對于軟件控制之下的電源是一項重要的安全措施。
準確和溫度補償?shù)?DCR 負載電流監(jiān)視
為了實現(xiàn)所希望的功耗節(jié)省，有必要總結(jié)出所有工作模式時的負載特性。FPGA 用戶優(yōu)化代碼，以最大限度地降低功率，而 ASIC 用戶根據(jù)吞吐量需求來調(diào)節(jié)內(nèi)核電壓。準確實時的遙測極大地簡化了這種任務(wù)。
使用 LTC2974，可以根據(jù)電壓、電流和溫度狀態(tài)寄存器確定系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)，同時多路轉(zhuǎn)換的 16 位 ?∑ ADC 監(jiān)視輸入和輸出電壓、輸出電流、以及內(nèi)部和外部二極管溫度。
由于內(nèi)核電壓越來越低這一趨勢，準確測量負載電流已經(jīng)變成了一種挑戰(zhàn)，因為使用精確的電流檢測電阻器可能導致不可接受的功率損耗。一種選擇是將電感器的 DC 電阻 (DCR) 用作電流分流組件。這么做有幾種優(yōu)勢，包括零附加功耗、更低的電路復雜性和成本。然而，電感器電阻與溫度有很大的相關(guān)性，而且準確測量電感器磁芯的溫度很難，會不可避免地引入電流測量誤差 (參見圖 4)?！ ?/p>
LTC2974 憑借正在申請專利的溫度補償算法，使準確的 DCR 檢測成為可能，該算法補償從檢測二極管到電感器磁芯的溫度變化率，以及在電感器電流變化和溫度變化之間出現(xiàn)的時差 (參見圖 5)。這個功能與 LTC2974 的低噪聲 16 位 ?∑ ADC 相結(jié)合，可利用 DCR 微乎其微的電感器實現(xiàn)負載電流的準確測量 (參見圖 6)?！ ?/p>
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