大型計算系統的復雜性日益增加，這迫使電源產品提高效率和準確度并改進瞬態響應。不過，近一段時間，電源產品也越來越需要具備數字控制能力，以實現監視、設置和報告功能。在分布式系統中，高效率是必不可少的，在這類系統中，會對中間電壓總線采用高降壓比，以產生提供大電流的本機低壓電源，進而最大限度地減輕轉換效率不佳導致的過熱問題。主機系統可能有很多提供寬范圍功率值的本機電壓軌。例如，在數據通信系統中，可能有多達 50 個負載點電壓軌，其中有些可能提供高達以及超過 100 安培的電流。因此，系統設計師希望能夠非常方便地監視和調整電源電壓、對電源電壓排序、設定工作電壓限制，并方便地讀取電壓、電流、溫度等參數以及訪問詳細的故障日志。

一種流行以控制大軌數系統的方式是使用數字通信總線。這種方式常稱為“數字電源”或“電源系統管理 (PSM)”，能夠幫助設計師實時控制、監視和監察很多電源軌。能夠以數字方式更改電源參數意味著，設計師不再像以前那樣，需要更改實際硬件、電路和 / 或系統用料單，這極大地縮短了產品開發時間和減少宕機時間。

新出現的 PSM 產品往往通過 PMBus 等兩線接口支持可配置性和監視功能，PMBus是一種基于開放 I2C 標準的數字接口協議。這就為 PSM 產品與現有嵌入式系統及架構、安裝在電路板上的控制器以及智能平臺管理接口功能無縫集成提供了方便。為了簡便易用，尤其是在硬件開發及測試的初期，常常通過一個在 PC 上運行的圖形用戶界面 (GUI) 和常稱為接口轉換板的 USB 至 PMBus 通信轉換工具連接 PSM 產品。

PSM 可用來監視遠端電壓穩壓器的性能，報告其健康情況，以便能夠在其超出性能規格甚至發生故障之前采取糾正措施。PSM 還允許用戶根據從負載及系統收集的信息采取行動，并具備以下優勢。

產品更快上市：

·無需修改 PCB，就可更改電源參數

·快速確定系統特性、進行優化和數據挖掘

負載級優勢：

·隨時間和溫度變化控制電源準確度

·進行裕度調節，以測試 FPGA 容限

系統級優勢：

·以數字方式進行電路板級電源診斷

·監視并準確確定整個系統的功耗

·故障管理 / 故障日志

數據中心優勢：

·確定功耗趨勢，隨時間變化檢測波動和變化

·開發預測性分析方法，最大限度降低運行成本

·做出能量管理決策

為滿足大型多軌系統的需求，人們開發了 PMBus 命令語言。除了一套定義完備的標準命令，PMBus 兼容產品還可以采用自己專有的命令，以提供創新性增值功能。對生產這類系統板的 OEM 而言，大部分命令和數據格式實現標準化是一個極大的優勢。該協議是通過業界標準 SMBusTM 串行接口實現的，能夠對電源轉換產品進行編程、控制和實時監視。命令語言和數據格式標準化使 OEM 能夠非常容易地實現固件開發和重用，這可幫助電源系統設計師縮短產品上市時間。如需更多有關這一主題的信息，請訪問：http://pmbus.org。

PSM 能夠提供準確的電源系統信息，還能夠自主控制和監督很多電壓，因此正在得到越來越廣泛的采用。凌力爾特已提供幾種 PSM 產品以滿足這種市場需求，我們還將繼續定期推出有關的新器件。

最新 PSM DC/DC 控制器

LTC3882 是最近推出的雙通道 DC/DC 同步降壓型 PWM 控制器，具備 PMBus 兼容串行接口。該器件在 3V 至 38V 的輸入電源總線電壓范圍內工作，每個通道可產生 0.5V 至 5.25V 的獨立輸出電壓。多達 4 個 LTC3882 能夠以并聯交錯方式運行，從而產生包含多達 8 個相位的單輸出軌，每相電流高達 40A。當因功率或可靠性而要較多相位時，還可以開發相位數為 6 或 8 的倍數之設計。一旦電路板內置 EEPROM 編程完畢，LTC3882 就可以自主運行，甚至在故障情況下，也無需主機支持。圖 1 顯示了 LTC3882-1 的一個典型的應用原理圖。

圖 1：LTC3882 典型應用原理圖

內部架構

為了支持高降壓比和快速負載瞬態響應，LTC3882 采用了尖端的恒定頻率電壓調制模式架構。該架構還整合了失調非常低、帶寬很大的電壓誤差放大器和內部前饋補償。內部前饋補償針對輸入電壓變化即時調節占空比，從而在發生瞬態事件時顯著地降低了輸出過沖或下沖。兩個通道都具備遠端輸出電壓檢測功能，以補償與長 PCB 走線有關的壓降。當輸出并聯時，單獨的控制環路實現卓越的 DC 和動態多相負載均分。圖 2 顯示了圖 1 原理圖在 15A 階躍負載時的瞬態響應。與標稱輸出電壓的最大偏差低于 25mV。

圖 2：圖 1 電路的瞬態響應

選擇功率級

LTC3882 的每個通道都提供可選 PWM 控制協議，以連接具備 3.3V 兼容控制輸入的功率級設計。用戶可以選擇最佳類型的功率級以滿足設計要求：分立式 FET 驅動器、DrMOS 器件或 電源模塊。這些類型的功率級能夠以每通道為基礎進行混合和匹配，從而允許按照每個軌的功率需求優化電源子系統劃分、大小和成本。

尖端的調制模式可提供對輸出負載階躍的快速、單周期響應，而且對最小占空比沒有限制。在采用這種方法實現高降壓比的情況下，PWM 輸出控制脈沖可以變得非常小，而且最短接通時間通常受到功率級而不是控制器的限制。就最緊湊的解決方案而言，可以僅用陶瓷輸出電容器，而且 LTC3882 采用了可編程有源電壓定位 (AVP) 技術，因此可以進一步優化等效串聯電阻 (ESR) 并減小輸出電容器尺寸。