在之前應(yīng)用中，，有很多關(guān)于PMBus ? 的好處以及 PMBus負(fù)載點解決方案如何獲得這些好處的討論。但是，需要多相轉(zhuǎn)換器的真正大電流 ASIC 內(nèi)核軌呢？
企業(yè)服務(wù)器和交換機、存儲連接網(wǎng)絡(luò)、基站和 FPGA 測試儀是使用大電流 ASIC、DSP、FPGA 和 DDR 內(nèi)存芯片的終端設(shè)備的例子。這些應(yīng)用需要高達 100A 或更高的輸出電流。多相轉(zhuǎn)換器是這些高電流的理想解決方案，因為它降低了輸入均方根 (RMS) 電流（需要更少的輸入電容器）并降低了輸出紋波電流（需要更少的輸出電容器）。此外，多相轉(zhuǎn)換器可實現(xiàn)更快的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)（需要更小的電感器），同時實現(xiàn)更好的熱分布和更高的輸出功率容量（參見圖 1）。
圖 1：具有交錯異相（多相）降壓級的多相電壓調(diào)節(jié)器。
由于紋波電流交錯，輸入和輸出電容器的尺寸和成本都大大降低，因為每相的輸入和輸出紋波電流相互抵消（見圖 2）。
圖 2：多相穩(wěn)壓器輸入/輸出紋波電流消除。
多相轉(zhuǎn)換器設(shè)計的主要挑戰(zhàn)之一是如何保持和保證每相的電流共享（也稱為電流平衡），不僅在穩(wěn)態(tài)（輸出電流需求沒有重大變化），而且在動態(tài)狀態(tài)（在負(fù)載瞬變） 。
平均電流不平衡是電流感應(yīng)環(huán)路的結(jié)果，來自：
· 電流檢測放大器失調(diào)差
· 電流檢測誤差放大器增益差
· 電流傳感元件容差（電阻器、電感器直流電阻或 MOSFET Rds(on)
· 具有均流總線的架構(gòu)的失配貢獻率
· 單個相的熱/溫差
動態(tài)電流不平衡也是多種因素的結(jié)果：
· 阻抗差和電流共享環(huán)路帶寬限制
· 電流檢測網(wǎng)絡(luò)電阻電容 (RC) 容差 - 各個相位的 RC 不同
· 動態(tài)負(fù)載
· 動態(tài)相脫落/添加
電流不平衡的影響，尤其是在負(fù)載瞬態(tài)期間可能非常嚴(yán)重，并且可能使電感器飽和，從而導(dǎo)致電源過熱和崩潰。缺乏嚴(yán)格的相間電流平衡迫使電源工程師過度設(shè)計每相中的電感器以適應(yīng)吸收的額外電流，這反過來又使電源體積更大、成本更高（參見圖 3）。
圖 3：負(fù)載瞬態(tài)期間的多相穩(wěn)壓器相位不平衡——無紋波消除。
TPS53647是一款大電流、多相、降壓控制器，采用 TI 的專利 AutoBalance 相間電流平衡技術(shù)，消除了工程師的這一難題。
TPS53647是一款大電流、多相降壓控制器。該設(shè)備提供內(nèi)置非易失性存儲器（NVM）和PMBus接口。它與NexFET功率級（CSD95372BQ5MC）兼容。TPS53647提供8位啟動電壓選擇，涵蓋從0.5 V到2.5 V的輸出電壓，步長小至5 mV，非常適合具有精確輸出電壓設(shè)置的大電流應(yīng)用。先進的控制功能，如D-CAP+架構(gòu)（帶下沖減少（USR）和超調(diào)減少（OSR））提供快速瞬態(tài)響應(yīng)、最低輸出電容和高效率。TPS53647還提供了新穎的相位交錯策略和動態(tài)相位切換，以提高輕負(fù)載時的效率。此外，TPS53647支持與電壓、電流、功率、溫度和故障狀態(tài)遙測系統(tǒng)的PMBus通信接口。一些配置可以通過pinstrap或PMBus進行編程，并存儲在非易失性存儲器中，以盡量減少外部組件數(shù)量。
均流的基本機制是感測平均相電流，然后調(diào)整每相的脈沖寬度以均衡每相電流。借助 AutoBalance 技術(shù)，電流被放大、過濾并與平均電流進行比較。在每個導(dǎo)通時間，參考電壓（DAC 電壓）都會被調(diào)整一個等于 K 因子乘以相電流減去平均電流的電壓。濾波非常輕，平衡電流的整個系統(tǒng)響應(yīng)小于 25us。 這種濾波可以實現(xiàn)非常嚴(yán)格的相間電流平衡（參見圖 4）。此外，由于設(shè)計工程師非常準(zhǔn)確地知道每相將承載的電流，因此他可以靈活地在每相中使用更小的電感器，從而獲得更小、更可靠且成本更低的多相電源。
圖 4：TPS53647 AutoBalance 相電流共享。
TPS53647 還可用作完整的 PMBus 4 相無驅(qū)動 PWM 控制器，可通過非易失性存儲器或廣泛的電阻器引腳綁定進行配置設(shè)置。PMBus 接口提供電壓、電流、功率、溫度和故障條件的遙測。
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