Digital strømstyringsteknologi og applikasjon
Denne artikkelen introduserer de grunnleggende egenskapene til digital strømforsyning, fordelene med digital strømforsyning sammenlignet med analog strømforsyning og hovedinnholdet i digital strømstyring, og introduserer også bruken av digital strømstyringsteknologi.
Den nye generasjonen av integrerte kretser krever en strømforsyningsspenning på 3,3V, 1,8V eller enda lavere. En enkelt enhet trenger flere spenninger for å levere strøm, og strømbehovet er stort, og spenningen må tilføres enheten til riktig tidspunkt. Spenningene som driver disse enhetene må genereres på brettet (helst nær enhetene) for å minimere spenningsfallet og stabilisere spenningen. Høyytelses DC/DC-omformere er egnet for innganger med bred rekkevidde og kan brukes som isolerte strømforsyninger eller ikke-isolerte punkt-of-load-omformere. Derfor har de fleste innebygde strømforsyningssystemer tatt i bruk DC/DC-konverteringsmoduler som hoveddelen av strømforsyningen. Et komplett og sunt kraftsystem kan imidlertid ikke bygges uten strømstyringskretser. Innholdet i strømstyring inkluderer: kraftsystemovervåking, sekvensering og sporing, overvåking og feilsikker. Strømstyringsenheter håndterer funksjoner som fellesmodusavvisning, oppstartsbegrensning, kontroll av oppstart og avstengning, og til og med effektfaktorkorreksjon ved inngangen. Strømstyringsenheten konfigurert på utgangssiden kontrollerer oppstartssekvensen og utgangsspenningsreguleringen, og gir tilsvarende feilbeskyttelse for over-underspenning og overstrømforhold. Figur 1 Applikasjonsbeskyttelse av strømstyringsenheter i isolerte AC/DC-strømsystemer. Alle relevante funksjonskretser må være isolert fra hovedkretsen.
Detaljert forklaring av digital strømstyringsteknologi og applikasjon
de
Dedikerte digitale strømstyringsenheter har større fordeler i kostnad, utviklingssyklus og pålitelighet enn vanlig brukte analoge kretser eller mikrokontrollere, programmerbare logiske enheter og andre metoder. En ny generasjon digitale strømstyringsenheter integrerer en rask ADC som kan møte sanntidsovervåkingskrav, noe som gjør den i stand til å reflektere feil raskere enn off-chip ADC til en generell mikrokontroller. Overvåkingsdataene overføres til hovedkontrolleren til strømforsyningen gjennom I2C- eller PMBus-bussen for å oppnå nøyaktige spenningsreguleringsinnstillinger, feilbeskyttelse og andre funksjoner. En intern klokke muliggjør feillogging. For flerutgangskraftsystemet leser den digitale hovedkontrolleren overvåkingsdataene til hver utgang fra administrasjonsenheten til hver utgangsterminal i sanntid gjennom bussgrensesnittet, og realiserer den omfattende overvåkingen av kraftsystemet. Når programvaredesignet er godkjent, kan de samme kildefilene og konfigurasjonsfilene brukes for alle produktene i designet, og ytelsen er konsistent fra enhet til enhet, mens analoge kretser vil ha ulik ytelse på grunn av forskjeller i selve komponentene.
Tradisjonelle strømsystemstyringskretser som er avhengige av analoge kretser for å implementere strømstyring og angi ulike parametere gjennom forsterkere, komparatorer og RC-tidsforsinkelser, er ikke lenger like overlegne som digitale strømstyringsenheter. Med utdypingen av designet vil komponentene ikke lenger endres med endringen av parameterne, og kretskortet trenger ikke lenger å behandles gjentatte ganger. Ved hjelp av en spesiell digital strømstyringsenhet, som lar konfigurasjonsprogramvaren stille inn driftsparametrene. Endringer under design kan enkelt implementeres i programvare uten maskinvareendringer. Konfigurasjonsprogramvaren krever bare at designeren justerer noen få parametere. Etter at alle parameterne er angitt, kan de lastes ned til den digitale strømstyringsenheten via I2C-porten med programmeringsnedlastingslinjen. Figur 2 er et blokkskjema over de interne funksjonsenhetene til en typisk strømstyringsenhet.
Detaljert forklaring av digital strømstyringsteknologi og applikasjon
I tillegg til bruken av spesielle strømstyringsintegrerte kretser i overvåking av strømsystemer, har den nye generasjonen av integrerte kretser også lagt til funksjoner for å redusere strømforbruket og delvis strømstyring i sin egen design, som gir digital strøm og digital strømstyring. enhetens kommunikasjonsgrensesnitt. Dette har blitt reflektert i avanserte digitale prosessorer. Gjennom kommunikasjonen mellom den digitale prosessoren, DC/DC-omformeren og den digitale strømstyringsenheten, kan prosessoren automatisk justere den nødvendige strømforsyningsspenningen i henhold til gjeldende prosesseringshastighet og oppgaveintensitet. Den digitale strømforsyningen og strømstyringsenheten inneholder flere registre. Når spenningen som kreves av prosessoren endres, mottar den nye data gjennom bussen for å konfigurere de relevante registre, eller finner de relevante innstillingsverdiene i oppslagstabellen til det interne programmet til den digitale strømforsyningen. Denne typen ordninger er i ferd med å bli den vanlige applikasjonen i felt med strenge krav til strømforbruk. For prosessorer med separate strømforsyninger for interne deler kan de funksjonelle enhetene i standby- eller hviletilstand slås helt av, noe som vil redusere strømforbruket ytterligere, men stille høyere krav til strømforsyningsstyring. Ikke bare utgangsportene øker, men også Innstillingen og overvåkingen av forskjellige porter vil øke kompleksiteten til programmet i den digitale strømstyringsenheten betydelig. Maskinvareytelsesmonitoren inne i prosessoren kan gi den laveste forsyningsspenningen innen en bestemt tid. Informasjonen til skjermen kommer direkte fra innsiden av prosessoren, så den lukkede sløyfen til overvåkingssystemet er helt inne i prosessorbrikken, og realiserer SOC-designet for strømstyring.
