我們可以在基站、網(wǎng)絡交換機、服務器和存儲等云基礎設施設備以及集成電路 (IC) 測試儀、示波器等測試和測量應用中找到需要調節(jié)、排序和監(jiān)控的具有多個低壓軌的硬件系統(tǒng)和網(wǎng)絡分析儀。
電源管理總線 (PMBus) 數(shù)字接口是一種流行的接口，TI 擁有完整的 PMBus 電源解決方案，適用于前端使用 48V DC、12V DC或其他低壓 DC 軌作為中間總線的系統(tǒng)；見圖 1。
圖 1：48V 至負載點 PMBus 電源系統(tǒng)
多軌系統(tǒng)中完整的 PMBus 解決方案的好處很多：易于使用；減少設計時間（因為可以通過重新配置片上非易失性存儲器 [NVM] 在幾秒鐘內生成新設計）；減少整體組件數(shù)量和總解決方案成本；通過單一圖形用戶界面 (GUI) 實現(xiàn)統(tǒng)一無縫的設計和編程方法；通過 PMBus 裕度調整更簡單的電路板特性；并通過電壓、電流、溫度、功率和故障監(jiān)控改進診斷。
24 軌UCD90240和新型 32 軌UCD90320等多軌 PMBus 排序器/管理器可以使用 TI 的Fusion Digital Power ? GUI對多達 32 個軌進行排序、裕度、監(jiān)控和報告故障。它們也可以四個堆疊，最多 128 個軌道，如果需要，通過 SYNC_CLK 引腳進行管理。
UCD90240 是一款采用緊湊型 9mm × 9mm 晶圓級球狀引腳柵格陣列 (BGA) 封裝的 24 電源軌 PMBus 可尋址電源排序器和系統(tǒng)管理器。該器件提供以下引腳：24 個模擬監(jiān)視 (MON) 引腳，可通過兩個 12 位 ADC 引擎來監(jiān)視電源電壓、電流或溫度；24 個專用使能 (EN) 引腳，用于控制電源軌開啟/關閉；24 個專用裕度調節(jié)引腳，用于閉環(huán)裕度調節(jié)；12 個邏輯 GPO (LGPO) 引腳，支持靈活的布爾邏輯和狀態(tài)機功能；以及 24 個 GPIO 引腳，可配置為 GPI、GPO、系統(tǒng)復位、級聯(lián)故障引腳和看門狗 I/O 等。
24 個 EN 引腳和 12 個 LGPO 引腳可配置為電平有效驅動或開漏輸出。非易失性事件記錄功能可在電源斷電后保存故障事件。 黑盒故障記錄功能會在首次發(fā)生故障后保存所有電源軌和 I/O 引腳的狀態(tài)。憑借級聯(lián)功能，通過一條 SYNC_CLK 引腳連接即可輕松管理多達 96 個電壓軌。 故障引腳功能可對級聯(lián)的各器件加以協(xié)調，以提供同步的故障響應。 引腳選擇電源軌狀態(tài)功能最多可通過 3 個 GPI 來控制多達 8 個用戶定義的電源狀態(tài)。
這些狀態(tài)可實現(xiàn)高級配置和電源接口 (ACPI) 規(guī)范中列出的系統(tǒng)低功耗模式。 這個TI的 融合數(shù)字電源 設計軟件是一款基于 PC 的直觀圖形用戶界面 (GUI)，可對所有系統(tǒng)工作參數(shù)進行配置、存儲和監(jiān)視。特性對 24 個電壓軌進行排序、監(jiān)視和裕度調節(jié)，采用 9mm × 9mm 小型封裝監(jiān)視和響應用戶定義的故障，其中包括過壓 (OV)、欠壓 (UV)、過流 (OC)、欠流 (UC)、過熱、超時以及通用輸入 (GPI) 觸發(fā)的故障提供靈活的排序開啟/關閉相關性、延時、布爾邏輯和通用輸入輸出 (GPIO) 配置以支持復雜的排序應用高精度閉環(huán)裕度調節(jié)主動微調功能，可改善電源軌輸出電壓精度 高級非易失性事件記錄功能，可協(xié)助系統(tǒng)調試 單一事件故障記錄（100 個條目） 峰值記錄黑盒故障記錄，用于在首次發(fā)生故障時保存所有電源軌和 I/O 引腳的狀態(tài)可輕松級聯(lián)多達 4 個電源排序器并加以協(xié)調以提供故障響應 易于使用的 Fusion GUI 省去了代碼編寫工作 在線和離線系統(tǒng)級設計 在線監(jiān)視和調試 針對制造商優(yōu)化 GUI 可編程的看門狗定時器和系統(tǒng)復位引腳選擇電源軌狀態(tài) 符合 PMBus 1.2 標準應用工業(yè)和自動測試設備 (ATE) 電信及網(wǎng)絡設備服務器和存儲系統(tǒng) 需要對多個電源軌進行排序和監(jiān)視的系統(tǒng)
此外，UCD90240 和 UCD90320 具有真正的黑匣子記錄功能，可提供有關第一次故障時所有電源軌、通用輸入 (GPI) 和通用輸出 (GPO) 狀態(tài)的詳細信息，如圖 2 所示。
圖 2：UCD90240/UCD90320 黑盒記錄
UCD90xxx PMBus 定序器/管理器與模擬和 PMBus 負載點電壓調節(jié)器一起工作，為多軌系統(tǒng)提供 PMBus 管理和電壓調節(jié)解決方案，多軌系統(tǒng)幾乎總是有一個或多個高電流專用集成電路 (ASIC)，處理器和/或現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)。
負載需要從 12V 中間總線到其各自電源軌的精確多相降壓轉換。典型負載電流范圍為 50A 至 200A，多相轉換器可能需要多達六相以有效分配功率和熱量，并通過相位交錯減少電感器和輸出電容器的尺寸和數(shù)量。
TPS53667就是這樣一種六相轉換器。
多軌 UCD90xxx PMBus 排序器如何與設計中的多個 PMBus 穩(wěn)壓器結合在一起？在TI設計開關電源的PMBus系統(tǒng)的企業(yè)級以太網(wǎng)參考設計是一個很好的例子，如圖3。
該設計采用 PMBus 定序器、PMBus 熱插拔 IC（用于輸入電流）和八個模擬和 PMBus 穩(wěn)壓器，包括一個四相 PMBus 降壓控制器和一個雙倍數(shù)據(jù)速率 (DDR) 端接 (Vtt) 開關. Fusion Digital Power GUI 提供電源樹的圖形表示，并提供對上半部分的主要參數(shù)進行編程的功能，同時在下半部分監(jiān)控電壓、電流、溫度和功率等關鍵參數(shù)。
圖 3：參考設計的 PMBus 板和 Fusion Digital Power GUI
如果我們正在設計具有大電流處理器、ASIC 和/或 FPGA 的多軌系統(tǒng)，并希望簡化我們的設計和表征、縮短開發(fā)時間并提高系統(tǒng)的診斷能力，請考慮 TI 的 PMBus 電源解決方案。
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