直流電源管理子系統設計

圖6：充電泵IC通過利用開關網絡對兩個或更多的電容進行充放電來提供DC/DC電壓轉換功能。C1電容對C2電容反復充電，C2保持電荷并對輸出電壓濾波。

數字電源控制

數字電源控制使得控制、監視和維護電源管理子系統成為可能。這種控制可以用Power-One公司的Z-One技術實現，也可以用電源和半導體公司聯盟開發的電源管理總線(PMBus)標準規范實現。Z-One系統允許單個數字電源管理器集中控制分布式負載點電源穩壓器。

PMBus特性與Z-One技術類似。它這是一個開放標準，定義了用于控制電源轉換器件的數字通信協議。PMBus允許工程師根據一套標準的命令集配置、監視和維護電源轉換器。

設計工程師可以利用PMBus命令設置電源的工作參數、監視電源運行，并根據故障或工作告警執行校正措施。設置電源輸出電壓的能力允許通過重新編程使相同硬件輸出不同的電壓值。PMBus系統的監視和維護能力還進一步增強了電源系統的可靠性和可用性。

在具體應用時，PMBus協議還可以支持多電源的電源管理產品，并且OEM商能夠使用一套標準的命令集控制兼容的電源轉換器。

附電源管理術語

漂移：在固定線路電壓、負載和環境溫度下隨時間而改變的直流輸出電壓變化。

效率：在指定負載電流和標稱線路條件下輸出對輸入功率的比值(百分比)(POUT/PIN)。

保持時間：在輸入電源丟失的情況下電源輸出電壓值保持在規定范圍內的時間。

浪涌電流：在功率開關導通時電源輸出的峰值瞬時輸入電流。

國際標準：規定了電源的安全要求和允許的電磁干擾等級。

隔離度：電源輸入和輸出端的電氣隔離，單位伏；非隔離電源在輸入和輸出之間有一直流通路，而隔離式電源采用變壓器消除了輸入與輸出之間的直流路徑。

線性調整率：由于交流輸入電壓變化而引起的直流輸出電壓變化值，單位±mV或±%。

負載調整率：由于負載變化(從開路到最大額定輸出電流)引起的直流輸出電壓變化值，單位±mV或±%。

余量：系統測試時可以臨時改變輸出電壓，該值規定了偏離標稱值的百分比數。

噪聲：電源輸出可能包含了由于寄生電容充放電引起的短暫高頻脈沖；這種噪聲會影響電源總的瞬時輸出電壓，也可能耦合進鄰近電路，特別是模擬電路。

過流：這種故障模式會引起大于規定值的負載電流；過流受限于電源內阻和最大電流能力；它會損壞電源。

過溫：溫度超過了電源的規定極限值；這種情況必須加保護措施，否則會造成電源故障；許多電源包含過溫保護電路，當溫度超過規定極限值時會關閉電源。

過壓：一種故障模式，此時輸出電壓超過了規定的直流門限；過高的電壓會破壞負載電路；為了減少這種風險，許多電源采取了過壓保護措施。

PARD(周期性和隨機偏差) ：在規定帶寬內測到的所有紋波和噪聲分量總和，用峰峰值或rms值表示。

功率因數：交流電路中實際輸入功率(EI cos)與視在功率(Erms Irms)的比值，是cos函數值，用百分比或小數表示。

冗余度(N+1)：電源采用并聯方式，當一個發生故障時，其它電源能繼續向最大負載提供足夠的電流。

遙控開/關：電源的內部電壓檢測輸入端，可以旁路它的輸出，并直接連接到負載；檢測輸入端可校正在電源輸出和負載之間發生的任何電壓下降。

紋波：在電源直流輸出上疊加的由于開關和濾波引起的交流頻率分量；通常可以用額外的輸出濾波電容減少紋波。

軟啟動：在電源打開時可降低浪涌電流。

跟蹤：控制兩個電源的輸出電壓，使它們在加電、斷電和穩態工作時相互影響，并不超過規定值。

瞬態響應：電源對負載電流快速變化的響應能力；響應必須足夠快才能保證輸出電壓保持穩定。

欠壓死鎖(UVLO)：當輸入電壓上升并達到打開門限時打開電源，當輸入電壓下降并低于關閉門限時切斷電源。