PoL變換器的數字控制(07-100)

　　數字電源控制有時稱為傳統模擬控制電源的管理和監控，其定義與數字域中開關電源的反饋回路和PWM產生緊密相關。這也包括電源的監控和管理。

　　數字電源控制的好處是靈活性、易于板開發。數字電源控制允許設計人員在最后幾分鐘改變配置而不改變硬件。帶GUI(圖形用戶接口)的控制器可快速編程。

　　另外的好處是精度和長期穩定性良好。從精度振蕩器和電壓基準獲得開關頻率和誤差電壓。由于數字補償回路具有低容差，隨時間質量變化小的無源元件，所以，數字反饋回路帶寬可以擴展到接近理論限值，從而得到好的瞬態響應，降低對輸出電容器的要求。

　　PMBus

　　數字控制器具有一個PMBus接口，使數字控制器可以與主控制器共享信息。PMBus是電源變換器采用串行通信總線的通信標準。

　　盡早地告知失效，使得通信能增強系統靈活性和可靠性，例如，在系統失效前，通信告知增高的功率級溫度，并采用相應的措施。通信也使遠程(通過Internet)系統正常監控和參量更新成為可能。

　　模擬控制回路應在最壞條件下是穩定的。其負載瞬態響應必須滿足最壞條件下的要求。假若負載減小，使降壓變換器從連續模式工作變化到非連續模式工作，其傳遞函數也會變化。模擬控制回路必須滿足兩種模式工作的傳遞函數。盡管這會犧牲對每個模式的最佳補償。數字控制器可以對不同的工作模式，在補償參量不同設置和施加最佳補償之間即刻轉換。這改變了任何給定負載下的瞬態響應，并節省成本和輸出電容器的板占位空間。

　　數字電源控制器在單器件中實現通信、電源管理、風扇控制和時序功能。在一個器件中集成這些功能，能增強可靠性(由于較少的元件數)降低總系統成本。

　　片上或外部閃存可記錄系統狀態。采自誤差存儲器的信息，有助于系統設計人員檢測關鍵的系統狀態和實現變化。此信息也可確定失效原因。

　　像服務器、基站和媒體網關這類的應用，需要多個電源電壓來供電DSP、FPGA、微處理器和基他多電源電壓軌器件。通常，電源結構由中間總線變換器(IBC)構成，IBC使48V或24V輸入電壓變為3.3V~12V范圍的中間總線電壓。此總線電壓經PCB上的電源線分布。在PoL(負載點)，如DSP，PoL變換器變換IBC電壓為所需的PoL電壓，如1.2V芯核、1.8V  DDR存儲器和3.3V I/O電壓。

　　這樣的多軌電源電壓系統對輸出電壓精度(最新的高性能DSP要求±3%嚴格的輸出電壓調整，包括瞬變)和動態電壓定標(為了降低功耗，新式處理器采用依賴處理負載的動態電壓定標，這意味著電源電壓根據應用所需要的實際計算功率而變化)提出要求。

　　時序

　　時序條件需要遵從避免總線爭用。在設計期間，時序條件可以改變。DSP和其他處理器在電源上電達到穩定條件后有電源電壓復位性能。另外，昂貴的處理器應在過壓和欠壓條件下得到保護。處理器根據工作情況會引起快速負載電流變化。電源必須快速反應這些變化，以保持輸出電壓穩定。

　　某些處理板在電源電壓達到輸出電壓穩定窗口的上限和下限限值時進行測試，來確定系統可靠性和性能。除電壓和電流監控外，很多系統需要告知系統的其他關鍵參量，如溫度和負載電流。