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智能集成性AC/DC电源控制器

文章来源: 博亚体育app下载官网app最新版下载发布时间:2022-05-19 00:57
本文摘要:AC/DC校验电源次级的构建问题相当大程度上早已被半导体制造商忽略了。结果就经常出现了许许多多的并存形式的元件,例如运算放大器、晶体管、电阻器、电容器以及已完成各种次级监控的数字逻辑电路。 最近又多了一项市场需求,就是拒绝电源和系统的其余部分之间能展开更好的通信。带上数字模块的智能电源的发展趋势现在于是以沦为大多数新型设计的标准市场需求。

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AC/DC校验电源次级的构建问题相当大程度上早已被半导体制造商忽略了。结果就经常出现了许许多多的并存形式的元件,例如运算放大器、晶体管、电阻器、电容器以及已完成各种次级监控的数字逻辑电路。

最近又多了一项市场需求,就是拒绝电源和系统的其余部分之间能展开更好的通信。带上数字模块的智能电源的发展趋势现在于是以沦为大多数新型设计的标准市场需求。

市场上有一些器件具备一定集成度,例如电流检测、电压检测或ORFET掌控,但是都必须很多外部电路、微控制器和电子可擦可编程只读存储器(EEPROM)以便获取智能性。此文中,我们将讲解的美国仿真器件公司(ADI)的ADM1041产品,该产品构建了电流检测、电压检测、总线分享和OrFET掌控,从而超过了高集成度、提升了灵活性和智能水平。

这款新的器件,它也与I2C模块相容,还可以通过SMBus总线通信,而且具备内置的EEPROM。这样就容许通过设置电源获取很大的灵活性,并且可以明显延长设计和研发时间。本文讲解了用构建解决方案(例如ADM1041)代替现有的并存解决方案。图1示出了校验电源中包括的典型次级功能的框图。

尽管电源设计工程师有可能不讨厌托成本问题,但是一般来说它总是设计电源时牵涉到到的主要问题。元件成本、确保支出、研发、测试和生产等所有因素都要算入设计项目的成本。

ADM1041能使电源设计工程师修改和减缓新的设计的研发。当研发AC检测电路时,新的设置寄存器比新的焊几个元件要快捷许多。另外,由于ADM1041所具备的高集成度水平,所以它所必须的产品材料表格(BOM)元件数量及其成本要比适当的并存解决方案减少很多。

这样也节省了库存与订货问题。图2示出了使用ADM1041包含的校验电源次级的典型应用于解决方案。后面还不会辩论节省成本优势的其它实例。AC/DC电源的终端用户更加期望具备与系统其它部分的电源相连接的能力。

并存解决方案必须微控制器(mC)、EEPROM和许多数字逻辑单元已完成监控功能。ADM1041的SMBus模块容许它能与微处理器或总线上的其它系统通信。

这样就提升了构建阻抗分享的灵活性,或者说提升了分享配备的先进性,例如提升可靠性的热平衡能力。ADM1041包括内置的EEPROM,它存储寄存器的设置数据。

寄存器内容是可以瞄准的,就是说可以将电源决定到现场而不必担忧终端用户不会覆盖面积寄存器数值以及由此造成的现场过热。芯片内还有可用的EEPROM,它可用作存储微控制器的编程信息,或者当故障再次发生时用作存储故障事件。

片内EEPROM也可以独立国家工作。这样就需要微控制器。可获取的用户友好关系界面软件容许设计工程师较慢地对ADM1041编程,而不必担忧寄存器光碟,不必参照技术资料或写出代码。

图3示出了模块软件的OCP(过电流维护)编程窗口。当系统在现场或者在设计阶段再次发生故障时,还必须额外的数字逻辑电路获取调试系统的能力。

当电源中再次发生故障事件时,ADM1041的内部状态寄存器使用户可以看见动态的标志以便确认故障原因。ADM1041还获取瞄准状态寄存器状态的功能,可以记忆过去某段时间否有故障再次发生过。这对于追踪测试台和测试现场经常出现的间歇性故障情况是很简单的。

这种可选的智能性意味著可以监控和掌控更加简单的故障情况。例如,OCP超时是可编程的,也就是ADM1041对OCP事件的反应是可以编程的。

它可以原作为恒定电流工作模式,或者当OCP事件再次发生时关闭电源。图4示出了ADM1041的各种监控标志。产品成本是十分关键的,但电源设计工程师经常事后才想起这个问题。

如果使用分立元件解决方案,那么调整由检测电阻器或其它元件引发的误差一般来说通过操作者人员调节电位器来已完成。这种人工调整过程的成本非常低,而且依然保有一定误差。

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ADM1041在芯片内构建了这种调整的功能。我们为产品测试获取一种非常简单的软件算法,其中用模数转换器(ADC)或自动测试器替换了操作者人员,而且用软件校准ADM1041的调整寄存器。

这就是说在最后的测试中仍然必须操作者人员,因此节省了生产成本和时间,并且确保了每个器件都具备一致性的调整。它还可以调整阻抗电压和电流检测电路,以便校正由于电阻器误差和放大器误差引发的共模误差和差模误差。

这在大批量应用于中是一个很独有的优势,因为其生产能力比传统的调整方法明显提升。图5示出了一种有可能的生产调整示意图。目前的主要设计难题就是拒绝大大提升功率密度。在服务器应用于中,像10W/in3的功率密度现在是很广泛的,因为终端用户拒绝增大外形尺寸同时提升输出功率。

这是一种十分棘手的两难问题,因为要提升输出功率不致拒绝使用减小的功率器件。所以,印制电路板(PCB)闲置面积显得愈发贵重。ADM1041在一片24插槽的QSSOPPCB中构建了次级末端掌控的全部功能,从而为功率密度的提升节省了宝贵的PCB面积。多芯片解决方案和并存解决方案还不会引发布局和布线问题,以及短路问题。

ADM1041还可以用一只热敏电阻器掌控风扇,因为随着功率密度的提升风扇管理也显得更加最重要。许多电源设计都是用户自定义的设计,为此现有的产品根据有所不同的用户市场需求展开严重的调整。在绝大多数工程项目中,设计工程师都设法新的利用以前的设计或者其中的部分设计,因为它们的特性经过现场完全地展现出、测试和检验。

并存解决方案的微小改动都会造成使用几个新的元件,所有元件都必须完全地调整其性能指标。然而ADM1041具备内部寄存器,可以展开配备以便合适自定义应用于。这样就容许设计工程师新的利用试验过或测试过的电路,只要为每个新的工程项目新的设置ADM1041的寄存器才可。

这样就节省了设计、研发和密切相关特性的成本和时间。转变OCP容许或者电源启动时间就像转变必要的寄存器并且发送给客户一样非常简单。我们还获取软件用作设计对系统环路,并且包括用作优化环路设计的伯德图。设计工程师只需输出基本的参数和技术指标,就能构建软件自动设计滤波器。

图6示出了电压环路设计软件的面板。当电源设计工程师获得新的工程项目的技术指标时,面临挑战是显而易见的。拒绝降低成本,提升功率密度,增大外形尺寸,减缓研发时间,提升集成度,减少功能性和智能性。

由于并存的电源设计方法无法符合这些拒绝,因此似乎必须高集成度和灵活性的单芯片解决方案。


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