簡化環(huán)路補償和極點和零點計算

在為我們的最終應用設計電源時，我們是否曾經感到沮喪？設計電源環(huán)路補償和計算極點和零點可能很困難，尤其是對于沒有經驗的電源設計人員而言。環(huán)路補償設計也可能非常耗時，因此如果我們只有很短的時間來完成我們的設計，就會增加更多的壓力。

盡管有復雜的計算和期限壓力，我們仍然必須保持高功率密度和效率。然而，對軟啟動時間和欠壓鎖定 (UVLO) 進行編程以及設置電流限制可能是另一項艱巨的任務。幸運的是，有多種負載點 (POL) DC/DC 解決方案可讓我們的電源設計過程更輕松、更快捷。

TI 直接連接到輸出電容器 (D-CAP?) 是一種無需相位補償?shù)淖赃m應導通時間控制技術。與電壓和電流模式相比，D-CAP 解決方案可提供更快的負載瞬態(tài)響應，從而減少輸出電容器、降低材料清單 (BOM) 成本和提高功率密度。我們的許多 D-CAP 解決方案都包括電源管理總線或 PMBus。通過 TI 的 PMBus 電源解決方案，我們可以使用 TI 的Fusion Digital Power Designer輕松編程和調整軟啟動、UVLO、電流限制和其他參數(shù)值圖形用戶界面 (GUI)。對 PMBus 電源進行編程和定制不需要軟件知識；我們將通過直接的 PMBus 命令及其值進行編程，這些命令占用 I 2 C 總線上的一組專用寄存器。與 D-CAP 控制模式一起，PMBus 易于使用，減少了設計時間和組件數(shù)量。

TI為企業(yè)以太網交換機設計完整的 PMBus 電源系統(tǒng)參考設計是一種用于專用集成電路 (ASIC)/現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 內核的 PMBus 電源系統(tǒng)；DDR4核心內存；以太網交換機、存儲、服務器以及測試和測量應用等高性能電源中的輔助電壓。TI 將在 2016 年應用電力電子會議 (APEC) 上展示這種降壓電源。

參考設計特點：

· 如圖 1 中的框圖所示，共有八個穩(wěn)壓器，包括一個 D-CAP+? 穩(wěn)壓器、PMBus 大電流多相電源和 DDR4 終端。

· 模擬 POL 電源的 PMBus 排序、控制、監(jiān)控/裕度和遙測，以及黑盒故障記錄。

· 通過 PMBus 和 AVS 總線進行自適應電壓調節(jié) (AVS)，以降低功耗。

圖 1：用于企業(yè)以太網交換機的完整 PMBus 電源系統(tǒng)參考設計框圖

參考設計包括：

· TI 首款 DDR4/LPDDR4 終端電壓 (VTT) 開關穩(wěn)壓器。TPS53317A 是一款 6A、DCAP+ 模式、SWIFT? 同步降壓轉換器，具有用于 AVS 的外部軌道跟蹤。它適用于分軌操作，其中輸入電壓 (V IN ) 為內部 FET 供電，而較低電壓的 VDDQ（存儲器核心軌）充當 REFIN 以生成 VTT 軌。此外，DCAP+ 控制模式可實現(xiàn)快速負載瞬態(tài)響應，無需復雜的開關環(huán)路補償。

· UCD90240 是一款 24 通道 PMBus 電源定序器，可級聯(lián)至 96 個通道。UCD90240 在此參考設計中充當系統(tǒng)管理器。它可以記錄 100 個故障，其黑盒故障記錄功能在第一次故障檢測時拍攝完整的系統(tǒng)快照。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。

· TPS53467 是一款用于 ASIC 和數(shù)字信號處理器 (DSP) 的通用四相無驅動脈寬調制 (PWM) 降壓控制器。該 DCAP+ 模式控制器提供廣泛的引腳綁定和 PMBus 編程功能。通過 PMBus，TPS53647 可以監(jiān)控輸入/輸出電壓、電流、溫度和功率。

· TPS549A20 是 TI 最新的 PMBus 15A、D-CAP3? 控制模式 SWIFT 降壓轉換器。這是世界上最小的 15A 同步降壓轉換器之一，采用 3.5mm x 4.5mm PowerStack? 封裝。TPS549A20 可以以高效率和功率密度為高達 15A 輸出電流的 ASIC/FPGA 供電軌供電，同時增加 PMBus 編程和故障狀態(tài)，以便于使用和系統(tǒng)診斷。

該參考設計具有多種優(yōu)勢：

· 適用于高性能、高功率應用的剪切和粘貼設計。

· 完整的系統(tǒng)管理、輕松的故障分析和縮短上市時間。

· 快速診斷和增強的可靠性。

不要為如何設計降壓電源而煩惱。借助 TI 的 D-CAP 技術和 PMBus 解決方案，我們的降壓電源將立即啟動并運行。