精準監(jiān)控電流/電壓 數(shù)位電源管理需求看漲

數(shù)位電源系統(tǒng)管理技術(shù)將成為提高半導體元件能源使用效率的重要關(guān)鍵。過往工程師在開發(fā)電子元件時若須調(diào)整元件電源效率，往往須大費周章調(diào)整電路板，因此業(yè)界提出數(shù)位電源系統(tǒng)管理(DigitalPowerSystemManagement,PSM)技術(shù)，協(xié)助元件開發(fā)商在短時間內(nèi)以數(shù)位介面監(jiān)測、修改元件參數(shù)(Parameter)，以提高元件能源使用效率。

凌力爾特微型模組電源產(chǎn)品行銷經(jīng)理AfshinOdabaee指出，數(shù)位電源管理技術(shù)將有助于資料中心廠商精準監(jiān)控電力使用情形，不僅可節(jié)省額外電費，更可以避免電力系統(tǒng)失效時所產(chǎn)生的巨大損失。

凌力爾特(LinearTechnology)μModule電源產(chǎn)品行銷經(jīng)理AfshinOdabaee表示，伺服器從元件、電路板至系統(tǒng)整體的耗電變化已成為資料中心可靠度的重要指標，不過，要減少整體電力消耗則須精準觀察每個層級的用電量。數(shù)位電源系統(tǒng)管理技術(shù)能透過數(shù)位匯流排(DigitalBus)提供設(shè)計人員重要的電源相關(guān)數(shù)據(jù)，包括負載電流、輸入電流、輸出電壓、運算電力消耗、整體效率以及其他電源管理參數(shù)等。

Odabaee進一步指出，與傳統(tǒng)負載點(PointofLoad,POL)轉(zhuǎn)換器相較，數(shù)位電源系統(tǒng)管理技術(shù)能提供三大優(yōu)勢，包括電壓優(yōu)化(VoltageOptimization)、動態(tài)控制電壓輸出以及系統(tǒng)級的電力監(jiān)控。

關(guān)于電壓優(yōu)化特色，Odabaee分析，由于電壓輸出精準度對特定應用積體電路(ASIC)及現(xiàn)場可編程閘陣列(FPGA)供電而言至關(guān)重要，但傳統(tǒng)電源供應輸出電壓在溫度變化時容易產(chǎn)生飄移(Drift)，并可能破壞整體設(shè)計。數(shù)位電源系統(tǒng)管理技術(shù)則能持續(xù)地以高精度及可靠的類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器(ADC)量測電壓輸出情形。與此同時，時間伺服回路(TimeServoLoop)將自動調(diào)整修正數(shù)位類比轉(zhuǎn)換器(TrimDAC)值，消除輸出電壓偏移情形，改善供電精準度。

另一方面，數(shù)位電源系統(tǒng)管理技術(shù)還能動態(tài)控制輸出電壓。傳統(tǒng)電源供應電壓通常系固定的，且無法簡單地改變;數(shù)位電源系統(tǒng)管理方案將可透過雙線(2-wire)數(shù)位介面，調(diào)整1毫伏特(mV)以下的電源變化，工程師可輕松地以此調(diào)整系統(tǒng)效能、最小化能源浪費。

事實上，數(shù)位電源系統(tǒng)管理技術(shù)最重要的功能系系統(tǒng)級電源監(jiān)控。傳統(tǒng)電源供應方案中，電源監(jiān)控功能往往被分開放至直流對直流(DC-DC)穩(wěn)壓器(Regulator)上，僅有部分過電壓/低電壓(OV/UV)以及過電流(OC)錯誤可被偵測并傳送至主控制器中;數(shù)位電源系統(tǒng)管理技術(shù)的電源監(jiān)控則系內(nèi)建功能且可編程。當以數(shù)位電源系統(tǒng)管理技術(shù)管理電源供應情形，可計算上述電壓/電流錯誤與高精度電壓、電流及溫度等變化關(guān)聯(lián)情形，并儲存于內(nèi)部非揮發(fā)性記憶體，以進一步除錯并分析根本肇因。

凌力爾特最新μModule降壓DC-DC穩(wěn)壓器--LTM4676已導入數(shù)位電源系統(tǒng)管理技術(shù)，在16毫米(mm)×16毫米×5.01毫米的球閘陣列(BGA)封裝中，整合雙組類比控制回路、精密混合訊號電路、電子式可清除可編程唯讀記憶體(EEPROM)、功率金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)、電感和支援零組件，可彈性調(diào)整電源供應情形，提供能源使用效率。