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，可以通過選擇最佳工作頻率來優(yōu)先考慮峰值效率或解決方案尺寸。LTC3882 的可編程開關(guān)頻率范圍為 250kHz 至 1.25MHz，支持對電感器尺寸和輸出電流紋波的優(yōu)化。LTC3882 還可用來產(chǎn)生共享的 PWM 主時鐘，或接受一個外部時鐘輸入，以同步至不同的系統(tǒng)時基。

針對高功率的低 DCR 檢測

在輸出電流相對較高時，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組件中的功率損耗以盡可能提高效率是很重要，因為該組件不斷地看到全 DC 負載電流加上附加紋波電流。LTC3882 支持常規(guī)檢測電阻器拓撲以及低 DCR 檢測方法，而低 DCR 檢測可以產(chǎn)生僅為幾十毫伏的電壓。固定斜率電壓模式 PWM 架構(gòu)允許用大信號控制占空比，消除了采用電流模式控制方法時低 DCR 設(shè)計可能產(chǎn)生的噪聲問題。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 輸出時的效率和功率損耗曲線

LTC3882 提供了一個可選的數(shù)字輸出伺服功能。當(dāng)該功能啟動時，通道電壓的 16 位 ADC 輸出用來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 提供單獨的均流環(huán)路，該環(huán)路提供準(zhǔn)確的負載平衡，這與常規(guī)電壓模式轉(zhuǎn)換器相比是一個改進。輸出通道通過引腳搭接設(shè)計成主控制通道或從屬通道。主通道上的 IAVG 引腳提供與瞬時輸出電流變化類似的電壓。給這個線路加上一個 100pf 至 200pf 的濾波電容器，然后發(fā)送給所有從屬相位通道。從屬通道運用這一信息和來自主通道的主 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，在高速負載階躍時，這種匹配得到了動態(tài)保持。

圖 4：輸出瞬態(tài)時的動態(tài)負載平衡

準(zhǔn)確的遙測

LTC3882 用一個內(nèi)部 16 位 ADC 監(jiān)視關(guān)鍵電源參數(shù)。對輸入和輸出電壓、輸出電流、占空比以及溫度，都可以通過 PMBus 進行數(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)遙測以外，LTC3882 還通過 PMBus 向系統(tǒng)主機報告多種內(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，可以檢測故障并提供故障信息。LTC3882 提供一個標(biāo)準(zhǔn)的開漏 ALERT 輸出，以向總線主機發(fā)出多種故障情況通知。LTC3882 對關(guān)鍵故障產(chǎn)生高速、低電平硬件響應(yīng)以保護功率級及下游系統(tǒng)負載。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)級動態(tài)管理故障，甚至在硬件已經(jīng)設(shè)計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)換器的運行狀態(tài)。日志可以啟動并將內(nèi)容存儲到內(nèi)部 EEPROM 中，以提供黑匣子記錄器功能，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)診斷或后續(xù)異常事件的遠端調(diào)試。

PSM 的優(yōu)勢

考慮使用 PSM 控制器有很多理由?？梢韵?LTC3882 發(fā)布 PMBus 命令，以設(shè)定輸出電壓、電壓裕度、開關(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 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)計成本、加速產(chǎn)品上市。一旦完成基本硬件的宏觀設(shè)計，通過簡單地調(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)快速進入正常運行狀態(tài)并對設(shè)計加以驗證。調(diào)節(jié)可以按照需要，一直在生產(chǎn)進行后調(diào)節(jié)，包括完全同步的電源軌重新排序 / 再定時。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、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各種方式存儲在內(nèi)部 EEPROM 中，包括定制的生產(chǎn)設(shè)定方式。一旦配置存儲完畢，控制器就可以自主加電到該狀態(tài)，而不會給主機增加額外的設(shè)定負擔(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)定電阻器來修改幾個關(guān)鍵工作參數(shù)，例如輸出電壓、頻率和相位分配。

一旦設(shè)計完成，LTC3882 支持的多種尋址方法就會視控制和監(jiān)視要求的不同而不同，允許系統(tǒng)在軌、器件或單個通道級與所有器件或選定器件通信。另外，PMBus 為實現(xiàn)尖端的高級系統(tǒng)運行提供了方便，例如需要大電流的高能效應(yīng)用的負載平衡。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現(xiàn)，甚至不可能實現(xiàn)。

結(jié)論

PSM 是系統(tǒng)設(shè)計師利用現(xiàn)有系統(tǒng)主處理器或簡單 PC 連接控制電源的一種方式。在開發(fā)和調(diào)試階段，這種控制能力非常寶貴，能夠幫助設(shè)計師讓系統(tǒng)快速進入正常運行狀態(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 是一種簡單、實用和強大的方法。