數(shù)字電源管理架構的探討
控制模式,將電源解決方案的功率密度做到了業(yè)界最高的程度。并且針對分布式電源架構的可靠性要求,給出了多個芯片級解決方案以方便客戶配合系統(tǒng)進行優(yōu)化。
以Intersil數(shù)字電源產(chǎn)品的代表芯片ZL6105為例,這款數(shù)字電源芯片采用全數(shù)字的控制方法,采用I2C/SMBus接口,可使用PMBus協(xié)議指令集對其進行管理,它使用特殊的電源管理處理器+狀態(tài)機的模式來實現(xiàn)數(shù)字控制。這種數(shù)字控制器的優(yōu)點在于:一方面可以避免軟件跑飛造成電源崩潰;另一方面也避免了軟件計算環(huán)節(jié)產(chǎn)生的延時,實現(xiàn)了更快的反饋環(huán)路的響應,使電源方案的動態(tài)響應效果大大提升(圖3)。

另外此芯片還充分考慮到電源可靠性需求。采用分布式電源架構的一個主要風險就在于當電源的功率部分產(chǎn)生故障的時候,如果芯片的通信部分也出現(xiàn)故障,不僅可能導致系統(tǒng)失控,使數(shù)字電源易于維護的優(yōu)勢喪失,而且還有可能導致整個系統(tǒng)損毀。ZL6105這款芯片在設計之初就充分考慮到這個風險,將芯片的通信部分和功率部分分開來設計并進行隔離,使功率部分即使出現(xiàn)故障也不會影響到通信部分的功能,這樣系統(tǒng)的各種保護和報警部分仍然可以正常工作,這樣就可以將系統(tǒng)損毀的風險降到最低。
ZL6105還內(nèi)置了自動補償算法,在方便系統(tǒng)設計師使用的同時,自動補償算法更可以優(yōu)化電源的動態(tài)響應,使電源的可靠性和穩(wěn)定性更佳。ZL6105的自動補償功能還可以將系統(tǒng)的仿真特性通過三個有效的參數(shù)(這三個參數(shù)分別是增益Gc,品質因素Q和自然頻率F)輸出到用戶界面,用戶通過讀取這三個參數(shù)可以更深層次地了解該電源方案的外部輸出特性,并且通過長期跟蹤其特性的變化還可以通過這組參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來對系統(tǒng)的可靠性進行有效評估。這個特性也為系統(tǒng)長期可靠性的評估指出了一個可行的方向。

責任編輯:何健
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