利用數字電源系統管理降低數據中心的功耗

LTC3880/-1可編程控制參數包括輸出電壓、裕度調節、電流限值、輸入和輸出監控限值、上電排序和跟蹤、開關頻率、識別及可追溯性數據。片內精準數據轉換器和EEPROM允許收集穩壓器配置設定值和遙測變量值，包括輸入和輸出電壓及電流、占空比、溫度以及故障記錄，并對這些設定值和變量進行非易失性存儲。下面的表1羅列了可采用LTC3880/-1 進行編程的一些參數、其高分辨率、遙測回讀能力和替代解決方案。

表1：某些LTC3880/-1 可編程參數以及遙測回讀能力和準確度

LTC3880/-1的配置可以很容易地通過器件的I2C串行接口保存到內部EEPROM中。由于配置存儲在芯片上，所以該控制器可以自主上電，而不會增加主處理器的負擔。輸出電壓、開關頻率、相位和器件地址的缺省設置可以選擇通過外部電阻分壓器進行配置。多種設計可以非常容易地在固件中校準和配置，以為一系列應用優化單個硬件設計。

模擬控制環路

LTC3880/-1是一款適合眾多功能(例如：輸出電壓、電流限制設定點和排序等等)的數字式可編程DC/DC控制器，但它具有一個旨在實現最佳環路穩定性和瞬態響應的模擬反饋控制環路，而沒有數字控制環路的量化效應。

圖2示出了采用模擬反饋控制環路和數字反饋控制環路時，控制器IC內部不同的斜坡曲線。模擬環路具有一個平滑的斜坡，而數字環路則類似于一個階躍函數——這會引起穩定性問題、減緩瞬態響應速度、并在某些應用中導致需要增加輸出電容，而且，數字環路的量化效應將造成輸出紋波增大。

圖2：LTC3880 的模擬控制環路與數字控制環路的比較

LTC3880 的模擬控制環路的優點之一是它能夠采用比數字控制環路替代方案小50% 的輸出電容，而且穩定性更佳(實現穩定所需的時間較短)。此外，數字控制瞬態響應在穩定之前還會出現振蕩，這是由于量化效應及其ADC 分辨率的局限性所造成的。圖3示出模擬控制環路與數字控制環路的瞬態響應之比較。

圖3：25A 階躍時模擬控制環路與數字控制環路的瞬態響應比較(對于一個工作頻率為400kHz 的12VIN至1.2VOUT DC/DC 轉換器)

此外，因ADC、數字補償器和數字PWM 而產生的數字控制環路量化效應還將給輸出紋波增加額外的電壓(取決于ADC 的分辨率和環路設計)。與此相反，模擬控制環路則不存在這種額外的輸出紋波電壓。

編程LTpowerPlay軟件和GUI

LTC3880 得到了具有易用型圖形用戶界面(GUI)的LTpowerPlay軟件開發系統的支持。圖4中給出的GUI截屏圖示出了多項功能的控制方法，例如：輸出電壓、保護限值、接通/關斷斜坡以及少量的波形(包括多個電源軌的排序及遙測曲線)。這款強大的GUI 軟件可從凌力爾特公司的網站免費下載，并能與其他的凌力爾特轉換器和監控器件配合工作，以輕松快捷地開發多電壓軌系統。

圖4：LTpowerPlay的GUI截屏圖

結論

數字電源的主要優點之一是具備預知電源系統故障并啟動保護性措施的潛力，這得益于實時遙測數據的提供。也許最重要的一點是：具有數字管理功能的DC/DC 轉換器將使得設計人員能夠開發出“綠色”電源系統，此類電源系統可滿足目標性能、且能夠通過重新編排工作流程并將某些任務轉移至那些工作量不足的服務器(從而可將其他的服務器關斷)來確定何時降低總功耗。由于在負載點、電路板、支架、甚至安裝級上的能源使用量極少，因而有助于降低基礎設施成本以及產品生命周期中的總擁有成本。

數字電源系統管理的另一個優點是能夠減低設計成本和加快產品的上市速度。通過采用一種具直觀的GUI集成開發環境，可以高效地開發復雜的多軌系統。此類系統還通過利用GUI(而不是焊接裝配)進行調整而簡化了在線測試(ICT)和電路板調試。

關于數字電源的定義及其優點，如今的情況變得讓人迷惑不解。因此，數字電源的潛在用戶有必要就其希望實現的目標以及數字電源系統管理的優點是否適合其產品和客戶而做好調查。他們必需確定自己所選擇的公司擁有高性能的模擬器件、廣受歡迎且易于使用的軟件包、以及一支受過良好教育、愿意為客戶提供所需幫助的技術支持隊伍。幸運的是，這樣的公司是存在的.