什么時(shí)候應(yīng)該使用具有PMBus的負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器(POL)，什么時(shí)候該采用數(shù)字管理器和老式POL呢?我希望這篇文章能為您在做選擇時(shí)提供一些啟發(fā)。

為了不引起誤導(dǎo)，我設(shè)立了適中的目標(biāo)：提供足夠的直覺(jué)以幫助您做出第一個(gè)可行的選擇，我會(huì)詳細(xì)地對(duì)此進(jìn)行介紹。情況就好像為尋找丟失的車(chē)鑰匙而回想過(guò)去24小時(shí)干了什么，您無(wú)法一次找遍所有的地方，所以您在想怎樣才最有可能找到它們。

首先一起來(lái)繪制這些器件的相關(guān)示意圖，這樣，我們才能發(fā)現(xiàn)其基本的不同之處。有時(shí)候，圖示會(huì)讓事物更為清晰。

采用PMBus的POL

在數(shù)據(jù)表中，采用PMBus的POL可能趨向于：雙路輸出……具備數(shù)字電源系統(tǒng)管理的降壓型DC/DC控制器。器件的某些結(jié)構(gòu)在名稱上不同，但其基本形式相當(dāng)一致。

圖1：POL方框圖。

如果我們?cè)谄骷虚g畫(huà)一條結(jié)構(gòu)線，那么左側(cè)具有PMBus、遙測(cè)、監(jiān)視、以及DAC驅(qū)動(dòng)參考輸入至POL的所有邏輯電路。右側(cè)是負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。即使我們把功能分開(kāi)了，它們也都是在一個(gè)封裝中，買(mǎi)回來(lái)的是一個(gè)器件。

采用數(shù)字管理器和POL

數(shù)字管理器并沒(méi)有電源轉(zhuǎn)換級(jí)，而是依靠外部POL。它是一種多封裝解決方案。

管理器控制每個(gè)POL的輸出電壓、電流限制，測(cè)量輸出和輸入，并處理故障。實(shí)際上，具備PMBus模型的POL在虛線處分開(kāi)。典型的管理器處理4個(gè)或8個(gè)POL。

圖2：數(shù)字管理器和POL。

對(duì)具備PMBus的POL進(jìn)行細(xì)分的意義

將功能分開(kāi)最明顯的含義(這真的不是什么新鮮事物，因?yàn)樵诠芾砥鞒霈F(xiàn)很早之前就有POL了)是使功能相互獨(dú)立。POL市場(chǎng)很大且呈多樣化，并支持廣泛的解決方案。我們通常認(rèn)為POL是開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器(SMPS)，如降壓，但LDO只是可控制和可觀察的。因此，功能分開(kāi)可產(chǎn)生數(shù)量眾多的各種設(shè)計(jì)組合。

另一方面，因?yàn)榉庋b成本很顯著，所以具有PMBus的POL可能有較低的成本(對(duì)于每通道)。由于管理功能和POL之間不需要引腳，更多的控制線可支持更高級(jí)別的功能和集成。在某些方面，性能也會(huì)超過(guò)獨(dú)立劃分型解決方案的性能。

這是一個(gè)性能對(duì)比靈活性的典型案例。但是，對(duì)于大型多電源軌解決方案，全局優(yōu)化不一定能簡(jiǎn)單地以此作出權(quán)衡。因此，讓我們進(jìn)一步研究一下……[!--empirenews.page--]

設(shè)計(jì)選擇

我的建議一直是先看具備PMBus的POL。這些POL用于滿足特定的市場(chǎng)需求，如果您深入到這些縫隙細(xì)分領(lǐng)域，就會(huì)受益于緊密集成、簡(jiǎn)潔和高性能等優(yōu)勢(shì)。如果這不能達(dá)到您的需要，那么可以轉(zhuǎn)而關(guān)注數(shù)字管理器。

讓我們看一些例子。

實(shí)例1

假設(shè)我們的設(shè)計(jì)需要以下電源軌：

1V/20A

3.3V/8A

5V/5A

在這些電源電平下，一個(gè)具備PMBus的雙通道POL和一個(gè)具備PMBus的單通道POL會(huì)工作得很好。LTC3880和LTC3883等器件非常適合這類(lèi)電源和更高的電平。

實(shí)例2

1V/40A

5V/100mA

3.3V/10A

3.3V/200mA(低噪聲)

在這個(gè)例子中，電源電平有很大不同，要求其中一個(gè)3.3V電源軌必須是低噪聲。低噪聲3.3V電源軌能為L(zhǎng)DO提供保證。假設(shè)5V電源軌不能很好地適用于具備PMBus的POL。您可以用它，但是器件的代價(jià)會(huì)很高，或者電路板面積會(huì)很大。對(duì)于1V和3.3V較高的電源軌，也許您會(huì)采用現(xiàn)有解決方案。數(shù)字管理器LTC2974和4 POL將是不錯(cuò)的解決方案。

復(fù)雜實(shí)例

電源軌數(shù)量非常多的系統(tǒng)會(huì)怎樣?如果有很多電源軌，那么有些應(yīng)該按照實(shí)例1來(lái)處理，而也有些要按實(shí)例2來(lái)解決。值得欣慰的是，兩個(gè)設(shè)計(jì)都采用了相同的PMBus，因此，從固件的角度看，這種情況就像是使用了一條有很多電源軌的PMBus。

讓一切運(yùn)轉(zhuǎn)得更好

在我的文章系列中，我介紹了處理時(shí)間同步和故障問(wèn)題。為了使這些不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能良好運(yùn)轉(zhuǎn)，使用具一致性方法來(lái)進(jìn)行配置、排序、故障管理和均流的器件會(huì)有所幫助。并不是所有的供應(yīng)商都提供一致的機(jī)制，因此，下面列出了您應(yīng)該查看的一些目項(xiàng)。

這些項(xiàng)目會(huì)起到以下作用：

● 共享時(shí)鐘，這樣，所有器件采用同一內(nèi)部時(shí)鐘速率來(lái)運(yùn)行

● 同步機(jī)制，因此，所有器件有相同的時(shí)間零點(diǎn)

● 共享故障機(jī)制，所有部件都可知什么時(shí)候出現(xiàn)了故障

● 共享啟動(dòng)/運(yùn)行/復(fù)位機(jī)制，所有部件一起啟動(dòng)

● 對(duì)均流的一致方法

● 共享報(bào)警引腳，這樣，PMBus主機(jī)知道電源軌什么時(shí)候出現(xiàn)了故障

● 共享PMBus，這樣，PMBus主機(jī)能夠控制所有電源軌

● 一個(gè)配置工具，因而可在一個(gè)顯示界面下管理所有的電源軌

PMBus規(guī)范不滿足列出的前5個(gè)項(xiàng)目和最后一個(gè)項(xiàng)目，因此，沒(méi)有事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。這意味著，在混合并匹配來(lái)自不同供應(yīng)商的器件時(shí)，您需要更為仔細(xì)謹(jǐn)慎。實(shí)際上，很多時(shí)候您甚至無(wú)法混合并匹配來(lái)自同一供應(yīng)商的器件，因此，在調(diào)配大量資源之前，您需要將任何產(chǎn)品系列與這一列表對(duì)照。

注釋：有一條附加說(shuō)明需要注意：如果您使用一個(gè)供應(yīng)商具備PMBus的POL，及同一供應(yīng)商的數(shù)字管理器，那么就很容易集成來(lái)自任何供應(yīng)商的POL。數(shù)字管理器支持您通過(guò)一個(gè)反饋引腳來(lái)膠合任何東西。因此，您永遠(yuǎn)不會(huì)陷入困境。出于這一原因，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，如果您采用一家供應(yīng)商具備PMBus的POL，最好從一開(kāi)始就使用他們良好的數(shù)字管理器系列。

結(jié)論

我提供兩種常見(jiàn)的設(shè)計(jì)選擇，一個(gè)是增加了PMBus的POL，另一個(gè)則是可以處理多個(gè)POL的數(shù)字管理器。在規(guī)模較大的系統(tǒng)中，這些基本設(shè)計(jì)可以被混合起來(lái)。其代價(jià)涉及到功能的自然劃分，例如：具備PMBus的POL對(duì)縫隙細(xì)分領(lǐng)域可得到優(yōu)化，而且性能會(huì)非常高，但數(shù)字管理器則可達(dá)到很高的靈活性。

由于總成本取決于它們所使用的POL，因此，這種靈活性未必會(huì)影響到成本。采用其中之一的設(shè)計(jì)或者混合設(shè)計(jì)來(lái)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)受益于有關(guān)同步和故障的一致性策略，而這些故障是PMBus本身涉及不到的。良好的數(shù)字管理器可支持不同供應(yīng)商的部件的混合。

概要：

● 具備PMBus的POL、數(shù)字管理器和傳統(tǒng)的POL是系統(tǒng)構(gòu)件

● 一致的機(jī)制簡(jiǎn)化了集成，特別是排序和故障邏輯

● 良好的數(shù)字管理器允許集成任何POL(包括LDO)