借用模擬/數字混合控制器加強電源管理設計

　　為貼裝在主機板上的電源供應器加進混合控制技術，優勢為能有力及可預測地管理控制器，并即時提供系統狀況。混合控制器（Hybrid Controller）使用相同的常規類比電源設計方法，但增加了作為啟始化（Initialization）及維護的數位介面。數位介面支持系統與通常基于I2C的控制器雙向通訊，讓開發人員能夠讀回控制器的資料，或藉寫入指令至控制器，動態地改變控制器的功能。

　　系統的效能、整體物料清單（BOM）、電路板空間、電源電壓範圍及可靠性等不大會受到加入數位智能的影響，但混合控制帶來的優點是單獨使用類比方案所無法提供的。

　　本文將探討及評估在系統電源應用中使用混合控制所實現的一些優勢。文章將基于實用立場，藉使用實例來確定和探究這些優勢，進而得出能夠成功應用混合控制技術，讓主機板電源應用的終端用戶受益的結論。

　　透過SS/延遲接腳增加功能

　　加入數位通訊并非表示須要增加接腳數量或封裝尺寸。若以一顆僅有類比電路、不含數位介面的元件為例，如圖1所示的ADP3192 40接腳同步降壓轉換器。為了提供數位控制下的動態功能，將須要增加兩個數位接腳，即數據串列數據線（SDA）和時脈串列時脈線（SCL）功能。

　　圖1　ADP3192接腳輸出

　　這表示增加元件占位面積，或者亦可審視何種功能可完全以數位方式來執行，且毋需外部硬體，使類比有多余的接腳，以保持塬有接腳數量。

　　如前文所述，混合控制器內的控制迴路維持為混合控制器內僅含類比電路的迴路，故沒有靈活性來改變與此功能相關的任何接腳。增加SDA和SCL作為任何接腳的第二功能是不容許的，因為該功能必須藉啟用此元件來提供。此外，為可靠操作起見，不可能改變脈衝寬度調變（PWM）或監測接腳的功能。

　　在這些準則下，許多塬本的接腳可能得保持不變，確保元件操作可預測。然而，控制電源輸出序列的軟啟動（SS）及延遲接腳能夠藉數位控制機制單獨地執行。此將使晶片插座（Socket）及接腳數量能保持不變，但加入數位通訊所需的功能。

　　輸出電壓的SS斜率（Slope）由內部計時器設定。缺設值設定為電源導通，此可透過串列介面來編程。SS電路使用內部數位類比轉換器（DAC）以6.25毫伏特的升級來增加輸出電壓至啟動電壓（Boot Voltage）。一旦輸出電壓達到啟動電壓，啟動電壓延遲時間就用上了。

　　對于塬本的ADP3192而言，要改變軟啟動速率（Soft Start Rate）及啟動電壓延遲時間兩個參數，就須要使用公式1及公式2重新計算兩個離散元件，并在主機板上改變硬體。這些元件不可能採用熱插拔（Hot Swapped）方式，因此，在僅含類比電路的設計中，不可能以動態的方式改變軟啟動的設定。

　　公式1

　　公式2

　　圖2顯示的是相同元件，但呈現它如何能夠整合數位通訊，而接腳數量與塬本的ADP3192相同。加入數位通訊后，以數位方式執行軟啟動及延遲機制，提供