數字電源管理可在改善系統性能的同時又可降低能源成本

　　堅固的系統需要通用故障管理

本文引用地址：http://www.104case.com/article/143764.htm

　　雙向故障引腳可用來建立通道之間故障響應的相關性。例如，如果發生短路，那么一個或多個通道的接通排序可以終止。電壓和電流監察器的限制門限和響應時間的過大和過小值都是可編程的。此外，還可監視輸入電壓、芯片溫度和 4 個外部二極管的溫度。LTC2974 可以設定為，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，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，就為微控制器規定較長的超時時間間隔。LTC2974 可以配置為，如果發生看門狗故障，就使微控制器在預先確定的時間長度內處于復位狀態，之后重新確定電源良好輸出。

　　利用準確的電壓監視來改善制造良率

　　隨著電壓降至低于 1.8V，很多現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。現在，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輸出電壓，這是一個耗費大量時間的過程。

　　原始設備制造商 (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，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實，使系統能在現場自我微調。LTC2974 的數字伺服環路從外部微調該模塊的輸出電壓，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，該數字伺服環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。　　

 

　　堅固的系統得自非常容易的裕度調節

　　LTC2974 的數字伺服環路10 位 DAC 在為 Shmoo 繪圖等應用保持高分辨率的同時，還允許用戶在很寬的范圍內調節電源裕度。裕度調節是用單條命令通過 I2C 接口控制的，而且裕度調節 DAC 的輸出連接到反饋節點，或通過一個電阻器微調 DC/DC 轉換器的輸入。這個電阻器的值針對允許的輸出電壓裕度調節范圍設定了硬件限制，這對于軟件控制之下的電源是一項重要的安全措施。

　　準確和溫度補償的 DCR 負載電流監視

　　為了實現所希望的功耗節省，有必要總結出所有工作模式時的負載特性。FPGA 用戶優化代碼，以最大限度地降低功率，而 ASIC 用戶根據吞吐量需求來調節內核電壓。準確實時的遙測極大地簡化了這種任務。

　　使用 LTC2974，可以根據電壓、電流和溫度狀態寄存器確定系統是否處于正常狀態，同時多路轉換的 16 位 ?∑ ADC 監視輸入和輸出電壓、輸出電流、以及內部和外部二極管溫度。

　　由于內核電壓越來越低這一趨勢，準確測量負載電流已經變成了一種挑戰，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)。　　

 

　　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的時差 (參見圖 5)。這個功能與 LTC2974 的低噪聲 16 位 ?∑ ADC 相結合，可利用 DCR 微乎其微的電感器實現負載電流的準確測量 (參見圖 6)。