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概述 本系列的上、下两篇文章探讨了防反保护电路的设计。 上篇 介绍了各种脉冲干扰以及在汽车电子产品中设计防反保护电路的必要性，同时回顾了 PMOS 方案保护电路的特性；本文为下篇，将讨论使用 NMOS 和升降压驱动 IC 实现的防反保护电路。 NMOS 设计具有 NMOS 和驱动IC 的防反保护电路时，NMOS 需放置在高边，驱动IC也从高边取电，这里将产生一个大于输入电压 (VIN) 的内部电压，给 NMOS 提供 (VGS)驱动供电。 根据驱动电源产生的原理，驱动IC可以采用电荷泵方案或升降压（Buck-Boost）方案。具体描述如下： 电荷泵防反保护方案 : 电荷泵方案具有较低的总体BOM 需求，从而可降低成本。该方案非常适合小电流应用，例如汽车 USB 供电设备 (PD) 大功率充电模块。 升降压防反保护方案 : 升降压方案提供强大的驱动能力和出色的EMC 性能。该方案非常适合大电流和高性能环境，例如汽车域控制器和音响系统。 图 1 显示了电荷泵方案与升降压方案的特性。 图 1：电荷泵方案与升降压（Buck-Boost）方案 驱动IC的工作原理 图2显示了具有电荷泵拓扑的NMOS驱动简化工作原理图。 图 2：电荷泵拓扑的工作原理图 CLK周期描述如下： S1和S2导通 C0 由内部对地电压源充电 S3和S4导通 C1 由 C0 上的电压充电 C0 是具有快速充电和放电速度的小电容，而 C1 则是具有大负载能力的大电容。因此，通过S1和S2（以及S3和S4）的频繁切换， C0 上的电荷可以不断传输给 C1，而 C1 的负端连接至电池电压 (VBATT)。最终，NMOS由一个大于 VBATT 的电压驱动。 图 3 显示了具有升降压拓扑的 NMOS 驱动简化工作原理图。 图 3：升降压拓扑的工作原理图 在升降压拓扑中，功率MOSFET放在低边。当 S_BAT 导通时， VIN 对电感充电，电感电压为负；当S_BAT关断时，电感将通过二极管释放能量，电感电压为正，并为 C1充电。当 C1 上的电压超过 VBATT 时，NMOS栅极将被驱动。 相关内容 升降压驱动 IC 的优势 在防反保护驱动 IC 中采用升降压驱动 IC 有两个明显优势：增强驱动电流能力并提高 EMC 性能。 驱动电流能力 升降压拓扑可以提供更大的驱动电流能力和更快的输入干扰响应能力。例如，输入叠加100kHz，峰峰值2V条件下进行实测。测量结果如图 4所示，其中包含输入防反保护 MOSFET 的源极电压（粉色）、通过防反保护 MOSFET 的漏极电压（浅蓝色）、MOSFET 驱动 VGS （红色）和负载电流（绿色）。 图 4：升降压拓扑的测量波形（叠加交流纹波脉冲 = 100kHz，峰-峰值 = 2V） 波形显示出，驱动IC实时监测了NMOS的漏极与源极。在测试条件下，输入电压 （VIN） 与源极电压 (VS)一致，而系统电压则与漏极电压 (VD)一致。 如果 VS 低于 VD，则 VIN 低于系统电压，MOSFET 驱动关断，体二极管提供防反保护功能防止电容电流回流；如果 VS 超过 VD，则 VIN 超过系统电压，MOSFET 驱动导通，可避免体二极管导通影响效率。 如果采用电荷泵型防反驱动，由于其驱动电流能力不强，在输入电压快速波动时，容易产生门极驱动脉冲丢失或者常开的异常现象。 我们对电荷泵防反保护电路进行测量。测量结果如图 5所示，其中包括防反保护 MOSFET 的输入源极电压（黄色）、输出漏极电压（红色）、驱动 VGS（绿色）和负载电流（蓝色）。 图 5：电荷泵拓扑的测量波形 当栅极驱动脉冲丢失时，MOSFET不会被驱动。与此同时，体二极管导通将导致大量热损耗。而且在导通时，将产生较大的充电电流尖峰。 当栅极驱动脉冲常开的时间内，MOSFET 通常也会导通。与此同时，电解电容会反复充放电，从而导致发热严重。 提升EMC 性能 升降压拓扑还可以提升 EMC 性能。电荷泵虽然没有电感，但它是一种容性开关电源，由于效率低需要极高的工作频率。通常情况下，集成电容小（在 pF 范围内）而外部电容大（在 µF 范围内）。因此，电荷泵的开关频率 (fSW) 常超过 10MHz，这种高频率将导致 EMI 问题。 采用升降压驱动 IC 可提高效率。通过采用固定峰值电流控制，较小负载对应较低的 fSW。因此，升降压拓扑可提升 EMC 性能（参见图 6）。 图 6：升降压拓扑的恒定峰值电流 MPQ5850-AEC1简介 MPQ5850-AEC1 是一款智能二极管控制芯片，它可以替代肖特基二极管，驱动外部 NMOS实现反向输入保护。该器件采用 TSOT23-8 封装，非常适合汽车冷启动条件。 图 7 对电荷泵拓扑与采用升降压拓扑的MPQ5850-AEC1进行了EMC 性能比较。左边的电荷泵拓扑可能会存在潜在的EMC 问题，而右边的MPQ5850-AEC1 方案能完美通过国标等级５测试。 图7：电荷泵拓扑与MPQ5850-AEC1的比较 结语 采用最佳的防反保护电路设计对通过各种脉冲干扰测试标准非常重要。与传统的 PMOS电路相比，NMOS 电路提高了驱动电流能力和 EMC 性能。MPS的 MPQ5850-AEC1 可提供反向输入保护功能并满足EMC标准。欲了解更多详情，请浏览MPS行业领先的 负载开关和控制器相关页面，这些产品均以紧凑的封装提供了易于使用且安全的解决方案。 来源：MPS

概述 汽车电源系统常在极为恶劣的环境下运行，数以百计的负载挂在汽车电池上，需要同时确定负载状态的汽车电池可能面临极大的挑战。当负载处于不同工作条件和潜在故障状态时，设计人员需要考虑电源线产生的各种脉冲可能带来的影响。 本系列的上、下两篇文章将探讨如何设计防反保护电路。本文为上篇，我们将介绍汽车电源线上的各种脉冲干扰，然后讨论防反保护电路的常见类型，并重点关注 PMOS电路； 下篇 将讨论使用 NMOS和驱动器 IC 实现的防反保护电路设计。 脉冲干扰 图 1 显示了不同应用场景下电源线上可能出现的各种脉冲类型。例如，当大功率负载突然关闭，电池电压可能产生过冲；当大功率负载突然启动，电池电压将会跌落。当感应线束突然松动，负载上将产生负电压脉冲。而发电机运行时，交流纹波会叠加在电池上。还有使用跳线时，备用电池可能使用错误，从而导致极性反接，此时电池电压极性长时间反接。 图1: 不同应用场景下的脉冲类型 为解决汽车电源线上可能存在的各种脉冲干扰，行业协会和主要汽车制造商已经制定了相关的测试标准来模拟电源线的瞬态脉冲。这些标准包括 ISO 7637-2 和 ISO 16750-2，以及梅赛德斯-奔驰和大众汽车的测试标准。防反保护电路作为最前端的电路，也必须满足行业测试标准。 相关内容 防反保护电路 防反保护电路包括三种基本类型，如下所述。 串联肖特基二极管 这种电路通常用于 2A 至 3A 之间的小电流应用，其电路简单且成本低，但功耗较大。 在高边串联PMOS 对于电流超过 3A 的应用，可以将PMOS放置在高边。这种驱动电路相对简单，但缺点是PMOS成本较高。 当电源正接时，PMOS沟道导通，管压降小，损耗和温升低。 当电源反接时，PMOS沟道关断，寄生体二极管实现防反保护功能。 在低边串联NMOS 这种电路需要在低边放置一个 NMOS。简化的栅极驱动电路通常会采用高性价比的 NMOS。该电路的功能类似于放置在高边的 PMOS。但是，这种防反保护结构意味着电源地和负载地是分开的，这种结构在汽车电子产品设计中很少使用。 图 2 对这几种防反保护电路进行了总结。 图 2：防反保护电路的类型 本文将重点介绍PMOS防反保护电路。 PMOS 大多数传统的防反保护电路均采用 PMOS，其栅极接电阻到地。如果输入端连接正向电压，则电流通过 PMOS 的体二极管流向负载端。如果正向电压超过 PMOS的电压阈值，则通道导通。这降低了 PMOS 的漏源电压 (VDS)，从而降低了功耗。栅极与源极之间通常会连接一个电压调节器，以防止栅源电压 (VGS) 出现过压情况，同时还可以保护 PMOS在输入功率波动时不会被击穿。 但基本的 PMOS 防反保护电路也有两个缺点：系统待机电流大和存在反灌电流。下面将对此进行详述。 系统待机电流较大 当PMOS用于防反保护电路时， VGS 和保护电路（由齐纳二极管和限流电阻组成）周围会存在漏电流。因此，限流电阻 (R) 会对整体待机功耗产生影响。 限流电阻的取值不应太大。一方面，普通稳压管的正常钳位电流基本为mA级，如果限流电阻过大，齐纳二极管不能可靠导通，钳位性能会明显降低，从而导致 VGS 出现过压风险。另一方面，限流电阻太大意味着PMOS 驱动电流较小，这会导致较慢的开/关过程。如果输入电压(VIN) 发生波动，PMOS可能会长时间工作在线性区域（在该区域的 MOSFET 未完全导通），由此产生的高电阻会导致器件过热。 图 3 显示了传统 PMOS 防反保护电路中的待机电流。 图 3：传统 PMOS 防反保护电路中的待机电流 存在反灌电流 在进行 ISO 16750 输入电压跌落测试时，PMOS 在 VIN 跌降时保持开路。在这种情况下，系统电容电压会使电源极性反转，从而导致系统电源故障并触发中断功能。而在叠加交流电输入电压测试中，由于 PMOS 完全开路，将导致电流回流。这会迫使电解电容反复充电和放电，最终导致过热。 图 4 显示了输入电压的跌落测试。 图 4：输入电压跌落测试 结语 本文回顾了传统 PMOS 防反保护电路及其主要缺点，包括大的系统待机电流和反灌电流。 本系列的 下篇 将讨论采用 NMOS 和升降压驱动 IC 设计防反保护电路的优势。 来源：MPS

48V电源系统可恢复eFuse的设计秘诀，在这里！ 】 在汽车行业，从传统的12V配电系统向48V配电系统升级的趋势越来越明显。特别是在全球节能减碳的大背景下，随着人们对于48V电源系统的环保和经济价值的深入认知，在这条升级之路上的探索也越来越活跃。 【导读】在汽车行业，从传统的12V配电系统向48V配电系统升级的趋势越来越明显。特别是在全球节能减碳的大背景下，随着人们对于48V电源系统的环保和经济价值的深入认知，在这条升级之路上的探索也越来越活跃。 大家都知道，以往汽车上的车载电子设备所需的电能，是将发动机的一部分动力转换为电能并存储在12V的蓄电池中，并通过12V的电源总线分配给各个用电单元。但是随着汽车架构和功能的升级，这种12V的配电系统使用起来越发显得捉襟见肘。 究其原因，一方面这是12V配电系统限制了传输功率的进一步提升，而随着汽车电动启停系统的应用，以及空调、ADAS和自动驾驶等更多汽车电子新功能的入驻，必须要找到打破这种功率“天花板”的有效方法。另一方面，总系统负载功率增加后，如果电压不变就需要增加电流以满足传输更高功率的要求，这不仅会增加电能在传输过程中的功率耗散，也会增加所需电源线缆的直径以及其他相关组件的尺寸，进而增加整车的重量，产生更多的能耗。 而如果采用48V配电系统，对于提升系统功率和降低能耗显然是大有裨益。有研究数据表明，48V轻混系统可以降低15-20%左右的整车能耗和排放，因此48V电源系统也被认为是驱动传统汽车向新能源汽车转型的重要技术因素。 迈过48V电源系统技术门槛 当然，作为一种新的电源架构，48V系统在规模化商用的过程中，还是有很多技术“门槛”需要去攻克。比如，当车辆采用48V电源系统，在高电流负载与电池之间进行开关操作时，就需要面对新的安全和可靠性挑战。 在传统的12V电源系统中，这样的开关操作通常是由机械继电器完成的。当继电器两个触点断开时会产生电弧，该电弧会随着触点之间距离的增加在数毫秒内自行熄灭。而在48V系统中，由于传输的功率更高，想要电弧自行熄灭就需要采用具有更大接触距离的继电器，或是增加额外的灭弧控制电路，这不但会增加系统整体的成本，并且额外的触点磨损还会降低继电器的预期寿命。因此，48V电源系统在进行电池和大电流负载（如电动助力转向、电动涡轮增压器等）间的开关操作时，需要一种新的方案。 为此， Vishay 推出了一种自恢复电子 保险丝 参考设计（如图1所示）。该方案可以在48V电压下开关高达200A的负载，而整个方案都“浓缩”在一块小型的双面FR4印刷电路板上，且仅需被动冷却即可。这个电子保险在安全可靠地实现开关操作的同时，还能够提供必要的 电路保护 功能，且所有操作都是可恢复的，比传统的机械继电器具有更长的使用寿命。 图1：48V自恢复电子保险丝参考设计 （图源：Vishay） 图2显示了这个电子保险丝参考设计的电路。其采用两组 MOSFET （TR2/TR3）以双向排列方式连接，以用来处理高负载电流，并且可以防止在负载停用后电流通过MOSFET体二极管回流。每个开关需要10个Vishay SQJQ160E汽车用N沟道MOSFET并联连接，使得通路阻抗最小化，以降低功耗。在200A工作条件下，可将总功耗限制在10W以内。 图2：48V自恢复电子保险丝参考设计电路图 （图源：Vishay） 为了防止短路情况下对负载造成损害，该设计使用了四颗并联的300μΩ分流电阻（图2中的R2，Vishay的WSLP3921）连续测量负载电流。当检测到电流过载时，控制器可以快速断开电池与短路负载的连接。同时，车身控制模块还可以经由串行 接口 通过，连续电流测量来监测车载蓄电池的充电水平、续航寿命等运作状况。 在开关启动的过程中，还经常会遇到一种情况——第一次将电池连接到负载时，由于负载中存在未充电的电容器组，可能会产生高峰浪涌电流。这可能会造成下级元件的损坏，也会影响电池的使用寿命，因此，必须使用预充电电路将浪涌电流限制在一个可接受的水平。 为了应对这一问题，本参考设计采用了Vishay的SQJA84E MOSFET（TR1）、VSS8D5M6 肖特基二极管 和D2TO20 SMD 功率电阻 （R1）将浪涌电流在48V时的最大值限制在5A。其设计思路是，负载通电之前，在一个10ms预定时间内接通TR1，并监测输出电压X3——如果输出电压未达到输入电压的90%，假设负载或接线短路，则该过程终止；如果输出达到适当的水平，则关闭TR1，然后打开TR2/TR3以接通负载。肖特基二极管的作用是在关闭时防止电流通过MOSFET体二极管回流。 此外，在保护特性方面，该参考设计采用Vishay的在热应力下具有优秀机械可靠性的NTCS0805 （NTC1）来监测温度。同时，使用两颗串联的TVS二极管—— XMC7K24CA（D1a）和5KA SMC 30A（D1b）—— 来保护电路和敏感元器件免受车辆负载瞬态高能量的冲击。 买电子元器件现货上唯样商城 总之，这是一款各方面考虑非常周全、功能完备、性能出众的电子保险丝参考设计，可以作为传统机械继电器的替代方案，满足48V车载电源系统的设计要求。 电子保险丝参考设计BOM分析 如果我们仔细分析，成就这样一款“高规格”参考设计的秘诀，除了独特的设计思路，缜密的设计考量，还在于其采用的关键元器件各个都是精挑细选、性能突出的“干将”。今天我们就不妨深入到这款48V自恢复电子保险丝参考设计的BOM中，一探究竟。 SQJQ160E汽车用N沟道MOSFET 由上文的分析可以看出，Vishay 48V自恢复电子保险丝的核心开关功能，主要是通过10个SQJQ160E实现的。SQJQ160E是Vishay / Siliconix开发的汽车用N沟道MOSFET，其采用TrenchFET®️Gen IV技术，具有极低的漏极-源极导通电阻（VGS= 10V时仅为0.00085Ω），因此可以有效降低导通损耗和整体功耗。 由于采用了紧凑的 Power PAK®️8 x 8L封装，SQJQ160E具有出色的热性能，工作结温和存储温度为-55°C至+175°C。该产品符合AEC-Q101标准，并且满足无卤、无铅、RoHS指令等环保要求，可以说是高功率密度汽车应用的理想之选。 图3：SQJQ160E汽车用N沟道MOSFET （图源：Vishay） D2TO20 SMD功率电阻 在限制负载浪涌电流的预充电电路设计中，Vishay / Sfernice的D2TO20SMD功率电阻是一颗很关键的元件，由于独特的物理结构和集成散热片，该 厚膜电阻 提供了优秀的功率处理和热传导特性。 D2TO20 SMD功率电阻采用TO-263（D2PAK）封装的表面贴装非电感性功率电阻，外形紧凑，具有0.01Ω至550Ω的电阻值范围，在25°C时功率为20W。该产品符合AEC-Q200标准，对汽车应用再合适不过了。 图4：D2TO20 SMD功率电阻 （图源：Vishay） XMC7K24CA XClampR™ TVS二极管 Vishay 48V自恢复电子保险丝方案在瞬态电压抑制功能方面，Vishay General Semiconductor的XMC7K24CA XClampR™ TVS二极管扮演着重要的角色。 具体来讲，XMC7K24CA具有超低钳位电压、低漏电流和7000W峰值脉冲功率（PPPM），其最大工作电压（VWM）为24V，峰值脉冲电流（IPPM）为180A，存储温度范围（TSTG）为-55°C至175°C。特别值得一提的是，该TVS二极管具有高温稳定性和高可靠性，符合AEC-Q101标准，将它收录在汽车48V电源相关解决方案的BOM中，显然是明智之选。 图5：XMC7K24CA XClampR™ TVS二极管 （图源：Vishay） 本文小结 汽车48V电源系统的发展是大势所趋，但也像所有的技术升级之路一样，这个过程并非坦途，需要新的技术和方案来填坑过坎。 比如，在进行电池与大电流负载之间的开关操作时，就需要使用自恢复电子保险丝替代传统的机械继电器方案，以满足更安全、更可靠的设计要求。 Vishay按照这一设计要求打造的自恢复电子保险丝参考设计，既有设计上的匠心，也有选料上的精心，参透了其中的设计秘诀，汽车48V电源系统的应用开发也会变成一条坦途，让你可以在上面加速狂奔。 来源：贸泽电子

假如您考虑到软件团队相对于其硬件伙伴所拥有的以下优势，那么就可以体会出：电源系统设计师和数字 ASIC/FPGA/微处理器电路板设计人员对于从事软件工程的同事略感 “羡慕” 或许是合乎情理的。 ● 电路板硬件设计需要耗时几天乃至数周，相比之下，从编写软件代码到观察其效果之间的时间延迟要短得多。对产品上市进程造成最大限制的是其编码和测试生产率，而与其他因素关系不大。 ● 软件更新是根据需要 “推送” 给客户，用以修补漏洞和改善现场使用性能。硬件更新则必需召回电路板进行返工。 ● 他们可以在舒适的小隔间里通过记录的数据轻松地跟踪其代码的性能。性能瓶颈一下子就可以确定，因而能在未来实现快速改进。而在另一块场地上，硬件工程师们则是一连几天呆在实验室里，使用电压计和示波器探头弯腰驼背地的 “捣鼓” 各种电路板。 ● 他们编写一组核心模块代码，随后针对不同的客户和市场需求进行相应的修改。定制的硬件则需要变更组件和物料清单 (BOM)，因而冒着设计产生分歧的风险。 电源系统设计师面临的挑战日益严峻 使问题更加严重的是，随着纳米级处理器 (ASIC、FPGA、微处理器、DSP) 的电源电压持续降低至目前的不足 1V，新式数字电路板的电源系统设计团队面临的挑战就更加严峻。负载点 (POL) 电源的容限要求日益严格，已接近 2% 至 3%，误差预算包括负载步进时的 DC 准确度、纹波和瞬态偏移。请注意，0.9V 电源的 3% 仅为 27mV。在电源电压下降、处理器中塞进更多内核的同时，电流值却在上升，甚至超过了 100A。在数百安培电流流经电源及地平面的情况下保持数十毫伏的准确度是一个严峻的 PDN (配电网络) 设计任务。与此同时，人们还在尽力提高处理能量的效率，以降低数据中心电费和冷却成本。随着电路板温度接近 100oC，服务器机箱也变得越来越热。设计周期越来越短，但是，视裕度测试结果的不同而不同，同时为了满足不同市场及客户的独特需求，设计方案在最后一分钟仍然需要各种修改。对于有多个电源的电路板，排序一直是一种常见要求，但是这种要求变得越来越复杂了，因为电源数量多达 20 至 50 个，而且跨越了多种功率域。 迄今为止的解决方案 诸如排序、监控、监视和裕度调节等电源管理任务一直由一堆杂乱无章的组件完成，包括监察器、排序器、ADC、DAC、放大器和微控制器。使这些分立器件协调一致地工作占据了大部分设计时间。集成型解决方案源于具有用于裕度调节、ADC 监视和 EEPROM 故障记录之附加功能的监控器和排序器。但是这些器件在修整、裕度调节和监视方面的电压准确度欠佳。另外还有片内系统 (SoC) 器件，此类器件集成了许多独立的数字门和具有 ADC、DAC、比较器及 PWM 输出的逻辑电路。由于不具备任何的电源管理架构，因此即使面对最基本的任务，这些器件也需要进行大量的编程，从而耗费长达数月的时间来完成设计和验证工作。 由于人们竭力推进电源系统的数字化管理，因此产生了各种数字电源解决方案，这些解决方案的 DC/DC 转换器环路采用了 ADC、数字补偿器和数字 PWM。由于这种采样系统固有的量化，数字环路在电源输出电压中产生了更大的噪声和纹波。而且，这类系统往往有较慢的瞬态响应、准确度欠佳甚至可能出现不规律、不可预期的运行表现。而另一方面，模拟环路速度更快、噪声更低、更可预测。管理多个电源时，需要对 POL 电源进行数字化配置以及与其进行数字化通信，但是电源环路本身依然可以保持是模拟的，这样就可以同时充分利用模拟和数字技术的优势。 完整解决方案 凌力尔特一直牢记 POL 电源发展趋势，已经从头开始设计了一种完整的数字电源系统管理 (DPSM) 解决方案。其核心理念就是，电源环路依然保持是模拟的，同时增加数字接口和数字控制。该解决方案如图 1 所示。这个 DPSM 系列包括多种可互操作的器件，有的有内置 DC/DC 转换，有的则没有，如图 2 所示。所有这些器件都通过业界标准 PMBus 接口与电路板上的控制器通信。选择 PMBus 可实现固件重用，有助于节省设计时间。对于那些首选自主工作而无需开发代码的工程师，凌力尔特还提供工程级开发软件 LTpowerPlay，以定制器件配置。 图1：凌力尔特的DPSM架构。POL电源仍然保持是模拟的，同时增加了数字通信及数字控制。 Analog Monitoring and Control：模拟监视与控制 USB-to-PMBus：USB 至 PMBus Board Controller：电路板控制器 LOGIC：逻辑电路 图2：凌力尔特DPSM器件类型，视所控制的电源轨数量的不同而不同，每一类都提供多款器件。 POWER SYSTEM MANAGER：电源系统管理器 Any DC/DC Converter or Linear Regulator：任何 DC/DC 转换器或线性稳压器 DC/DC CONTROLLER WITH PSM：具 PSM 的 DC/DC 控制器 uModule REGULATOR WITH PSM：具 PSM 的 μModule 稳压器 Free Download：免费下载 TO PMBus CONTROLLER AND OTHER DEVICES：至 PMBus 控制器及其他器件 LOAD：负载 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 在这些符合 PMBus 标准的器件中，数字电源系统管理器是那种围绕着某一现有模拟电源系统的器件。它们利用一个准确度为 0.25% 的 16 位 ADC 来测量电源输出电压，将其与一个目标电压寄存器进行比较，并通过一个反馈至电源之反馈引脚或修整引脚的 10 位电压 DAC 输出来调节电源。±0.25% 的 DC 准确度为电源在负载步进时的变化提供了很大的裕度，从而降低了对旁路电容的需求，并节省了所需电路板面积。微调伺服环路连续监视及调节电源，防止随时间和温度变化出现漂移，这改进了电路板的长期可靠性。由于电源电压可以准确设定，所以在现场进行电路板裕度测试时，减少了不必要的损失。该微调功能还能够微调电源电压，以优化给定系统负载的能耗。ADC 提供的电压、电流和温度数据可用来深入洞察系统性能，这有助于改进电路板可靠性、预测电路板更换时间以及降低功耗。上市时间也可得到改善，因为很多设计的微调都是通过更改寄存器配置完成的，而不是让电路板再次进入生产周期。 数字电源系统管理器的另一个强大功能是以黑匣子方式将故障数据记录到内部 EEPROM 中。当发生故障时，通过分析存储在非易失性 EEPROM 存储器中的最后几个周期的 ADC 监视数据，故障分析大大加快了。这类管理器还能用来进行远程诊断。当与更高层次的软件集成时，还可以从远程位置监视和诊断电路板的电源系统。类似地，现场升级也可以通过推送固件完成。视器件的不同而不同，电源排序通过时间延迟或级联实现；也支持对电源的跟踪。16 通道数字电源系统管理器 LTM2987 如图 3 所示。为了管理 16 个以上的电源，LTM2987 非常容易与其他管理器协调工作。 图3：LTM2987：16通道μModule PMBus DPSM以0.25%的准确度进行微调、裕度调节和监视 数字电源系统管理器非常适用于具 4 个或更多轨的现有电源系统。当需要对电源限流值、开关频率和斜坡斜率进行数字控制时，具数字电源系统管理的DC/DC 控制器更加实用。这类器件具备速度很快的模拟电流模式控制环路，增加了数字遥测、配置和控制功能，可实现最佳瞬态响应。在大电流应用中，准确的多相 (PolyPhase) 均流实现了更低的输入纹波。LTM4676 等微型模块系统级封装集成了 N 沟道开关 MOSFET、电感器和电容器，可实现紧凑的 26A 解决方案。参见图 4。 图4：具DPSM的LTM4676双输出13A或单输出26A μModule稳压器 结论 对于运用大量电源轨的新式高性能数字处理电路板而言，数字电源系统管理是必备组成部分。市场上大多数解决方案都是为事后添加到排序器上而设计的，或者配备了很多需要大量设定工作的小组件。凌力尔特的 IC 设计师全面彻底地思考了这一问题，定义了一个可互操作的产品系列，从而提供了一个经过完整设计、完全合格且可面向未来的解决方案，帮助减轻了硬件工程师的设计负担。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载