DC/DC控制器兼有數(shù)字電源系統(tǒng)管理功能和模擬控制環(huán)路，以實(shí)現(xiàn) ±0.5% 的 VOUT 準(zhǔn)確度

作者：時(shí)間：2013-07-08 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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  技術(shù)方案與實(shí)用技巧

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/258563.htm

LTC3883 / LTC3883-1 是一款通用、單通道、多相 (PolyPhase)、降壓型控制器，具有數(shù)字電源系統(tǒng)管理、高性能模擬控制環(huán)路、內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器、遠(yuǎn)程輸出電壓檢測(cè)和電感器溫度檢測(cè)功能。為了最大限度地減小解決方案尺寸和成本，LTC3883 / LTC3883-1 采用了凌力爾特公司正在申請(qǐng)專(zhuān)利的自動(dòng)校準(zhǔn)程序以測(cè)量電感器 DC 電阻，在跨電感器兩端逐周期測(cè)量電流時(shí) (無(wú)損耗 DCR 檢測(cè)) 得到準(zhǔn)確的輸出電流測(cè)量值。LTC3883/-1 基于流行的雙通道 LTC3880/-1。

數(shù)字電源管理

今天數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的挑戰(zhàn)是，盡可能提高系統(tǒng)所有層面的效率，包括負(fù)載點(diǎn)、電路板、機(jī)架甚至安裝層面，以變得更加環(huán)保。例如，將工作流發(fā)送給盡可能少的服務(wù)器、關(guān)閉目前不需要的服務(wù)器等，從而可降低系統(tǒng)的總體功耗。能做到這一點(diǎn)并達(dá)到系統(tǒng)性能目標(biāo) (計(jì)算速度、數(shù)據(jù)傳輸速率等) 的惟一方式是，采用一個(gè)全面的數(shù)字電源管理系統(tǒng)，以實(shí)時(shí)監(jiān)視所有層面的功耗數(shù)據(jù)。

過(guò)去，設(shè)計(jì)師用一堆混雜的 IC 胡亂拼湊數(shù)字電源管理解決方案，這些 IC 包括監(jiān)察器、排序器、DAC 和 ADC。這類(lèi)解決方案除了固有的復(fù)雜性以外，還不易擴(kuò)展，需要為未來(lái)的系統(tǒng)升級(jí)進(jìn)行大量前期規(guī)劃。LTC3883 / LTC3883-1 DC/DC 控制器整合了所有數(shù)字電源管理功能，消除了上述復(fù)雜性，因此可構(gòu)成一個(gè)易用、堅(jiān)固和靈活的負(fù)載點(diǎn) (POL) 電源管理解決方案。

LTC3883 / LTC3883-1 可以自主工作或通過(guò)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的 I²C 串行總線(xiàn)，與系統(tǒng)主處理器通信，以獲取命令、實(shí)施控制并報(bào)告遙測(cè)數(shù)據(jù)。這使得可以直接從 LTC3883 / LTC3883-1 監(jiān)視關(guān)鍵的工作信息，例如實(shí)時(shí)電壓、電流和溫度，這些信息可用來(lái)動(dòng)態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)性能和可靠性。通過(guò)訪問(wèn)這些信息，能預(yù)測(cè)電源系統(tǒng)故障，并采取預(yù)防性或調(diào)解措施。

重要的穩(wěn)壓器參數(shù) (例如輸出電壓和電流限制、裕度控制電壓、過(guò)壓和欠壓監(jiān)察限制、啟動(dòng)特性和時(shí)序、以及故障響應(yīng)) 都可以通過(guò)該串行總線(xiàn)直接設(shè)定，而無(wú)需采用電阻器、排序器、監(jiān)視 IC 等外部組件。

由于有了數(shù)字電源系統(tǒng)管理，所以能快速、高效地開(kāi)發(fā)復(fù)雜的多軌系統(tǒng)。LTpowerPlay™ 軟件使設(shè)計(jì)工作得到了進(jìn)一步簡(jiǎn)化，并能通過(guò) PC 監(jiān)視電路板和調(diào)節(jié)參數(shù)。這就使設(shè)計(jì)師能進(jìn)行調(diào)試和在線(xiàn)測(cè)試 (ICT)，而無(wú)需重新給電路板布線(xiàn)或更換組件。

圖 1：采用 LTC3883 實(shí)現(xiàn)的數(shù)字電源系統(tǒng)管理

圖 2：具 DCR 檢測(cè)的高效率 500kHz 1.8V 降壓型轉(zhuǎn)換器

INTERFACE：接口

圖 3：采用 LTpowerPlay 軟件的完整開(kāi)發(fā)平臺(tái)

USB to PMBus Controller：USB 至 PMBus 控制器

Demo Board：演示電路板

Socketed Programming Board：插座式設(shè)置電路板

Customer Board with LTC3883/LTC3883-1：采用 LTC3883 / LTC3883-1 的客戶(hù)電路板

Demonstration Kit：演示工具包

Or：或

Socketed Programming：通過(guò)插座式設(shè)置

In-Circuit Serial Programming：通過(guò)串行總線(xiàn)在線(xiàn)設(shè)置

特色概述

LTC3883 / LTC3883-1 是一款單輸出同步降壓型 DC/DC 控制器，集成了電源 FET 柵極驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)模擬電流模式控制環(huán)路，該環(huán)路能以 6 個(gè)相位的 PolyPhase 模式工作。頻率可以在 250kHz 至 1MHz 范圍內(nèi)設(shè)定，如果有外部振蕩器可用，那么內(nèi)部鎖相環(huán)能使 LTC3883 / LTC3883-1 與相同范圍內(nèi)的任何頻率同步。

LTC3883 / LTC3883-1 具有優(yōu)化的柵極驅(qū)動(dòng)器死區(qū)時(shí)間，以最大限度地降低開(kāi)關(guān)損耗和體二極管傳導(dǎo)，從而在所有工作條件下保持高效率。該器件支持 4.5V 至 24V 的寬 V_IN 范圍和 0.5V 至 5.5V 的 V_OUT 范圍。精確的基準(zhǔn)、12 位 DAC 和溫度補(bǔ)償模擬電流模式控制環(huán)路產(chǎn)生 ±0.5% 的 DC 輸出電壓準(zhǔn)確度，集成的高壓側(cè)輸入電流檢測(cè)放大器允許準(zhǔn)確的輸入電流檢測(cè)和電感器 DCR 自動(dòng)校準(zhǔn)。

16 位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供輸入和輸出電壓及電流、占空比和溫度的數(shù)字回讀。用戶(hù)可以回讀重要參數(shù)的峰值。關(guān)鍵控制器參數(shù)可以通過(guò) PMBus 設(shè)定。故障記錄包括非易失性存儲(chǔ)器中的中斷標(biāo)記和黑匣子記錄器，該存儲(chǔ)器儲(chǔ)存發(fā)生故障之前瞬間的工作狀態(tài)。

LTC3883 的特點(diǎn)是內(nèi)置了一個(gè) LDO 穩(wěn)壓器，以提高集成度，而 LTC3883-1 用外部 5V 偏置電壓供電以提高效率。這兩款器件都采用耐熱增強(qiáng)型 32 引線(xiàn) 5mm x 5mm QFN 封裝，工作節(jié)溫范圍或者為 -40°C 至 105°C (E 級(jí)) 或者為 -40°C 至 125°C (I 級(jí))。

PMBus 控制

LTC3883 / LTC3883-1 PMBus 接口允許以數(shù)字方式設(shè)定關(guān)鍵的電源參數(shù)以及重要的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)回讀。運(yùn)用凌力爾特的 LTpowerPlay 開(kāi)發(fā)軟件，可以將配置參數(shù)下載到內(nèi)部 EEPROM 中。圖 5 顯示了基于 PC 的 LTpowerPlay 開(kāi)發(fā)平臺(tái)，該平臺(tái)具備 USB 至 I²C / SMBus / PMBus 適配器。器件一旦按照所希望的那樣配置完畢，就可以自主工作，而無(wú)需主機(jī)控制，因此無(wú)需額外的固件或微控制器。

通過(guò) PMBus 可以設(shè)定以下電源參數(shù)：