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为你的应用选择合适的PMBus负载点解决方案

发布时间:2020-10-16 来源:Aarsh Shah 责任编辑:wenwei

【导读】PMBus是一项行业标准协议,它可以简化与电源转换器和电源系统中其它设备的2线制数字通信。在你的系统中使用PMBus可以减少设计时间、降低风险和成本,从而增加电源的功率密度和可靠性,并且优化组件性能和效率。PMBus使你能够监视电流、电压和温度,并且报告和记录故障。在使用PMBus时,通过将全新缺省参数储存在非易失性存储器中,设计人员能够在设备运行期间配置IC,从而在较短的时间周期内生成并验证全新设计。
 
你需要监视系统运行,或者是搜集电源的有关数据吗?如果回答是肯定的,那么PMBus就非常适合你。
 
PMBus是一项行业标准协议,它可以简化与电源转换器和电源系统中其它设备的2线制数字通信。在你的系统中使用PMBus可以减少设计时间、降低风险和成本,从而增加电源的功率密度和可靠性,并且优化组件性能和效率。PMBus使你能够监视电流、电压和温度,并且报告和记录故障。在使用PMBus时,通过将全新缺省参数储存在非易失性存储器中,设计人员能够在设备运行期间配置IC,从而在较短的时间周期内生成并验证全新设计。
 
TI支持广泛的基于PMBus的DC/DC转换器、负载点 (POL)、单输出/多输出和单相位/多相位脉宽调制 (PWM) 控制器、热插拔IC、排序器/管理器和隔离式PWM控制器。在有多个选项可供选择时,为你的应用选择合适的设备是一项比较有挑战性的工作。
 
为你的应用选择合适的PMBus负载点解决方案
图1. TI的 PMBus功率链图
 
TI的PMBus控制器和转换器采用两种不同的控制模式拓扑:模拟控制环路,通常情况下,速度最快,以及数字控制环路,由于其时钟和比例积分微分 (PID) 电路,会增加系统的延迟。TI很多基于PMBus D-CAP™,D-CAP2™ 和D-CAP3™ 的控制器和iFET特有一个模拟控制环路,可实现更快的负载瞬态响应,并且没有环路补偿。
 
将驱动器集成在芯片上并不一定能提供最优电源分区,因为这么做会限制开关频率 (Fsw) 并增加PWM控制器中的功率耗散。TI有很多支持无驱动器架构的器件,2013年,这一架构首先在TI的多相位PWM控制器中实现。由于增加了开关频率的处理能力,这个架构极大地增加了功率密度,并大大减少了电路板面积(将电路板面积最多减少了3倍)。为了简化布局布线,它还使制造商能够将互补功率级的大型底部散热垫直接接至PCB内部接地层。
 
不同架构的PMBus示例:
 
多相位PWM控制器(无驱动器):
 
1. TPS40425和TPS40428双相位/双输出多相位PWM控制器最多可堆叠至4相位,并且特有支持前馈的电压模式。这些控制器可以与TI的60A同步降压NexFET™ CSD95372A或CSD95378B智能功率级产品配对使用。请在这里查看TI Design参考设计。
 
2. TPS53647 TI首款用于ASIC/FPGA内核的通用、高电流、4相位、单输出PMBus多相位PWM控制器。特性包括自动均衡、D-CAP+™ 控制模式和一个复位功能。所有这些特性可以减少过冲和下冲、实现严密的相位间电流和热共享、减少输出电容器数量、在无需电力循环的情况下轻松复位至最初的启动电压、并且实现较低的外部组件数量。
 
多相位PWM控制器(带有栅极驱动器):
 
1. TPS40422双相位、双输出多相位PWM控制器特有支持前馈的电压控制模式。
 
iFET转换器(具有集成型MOSFET):
 
1. SWIFT™ 20A TPS544B20和30A TPS544C20 D-CAP-2控制模式转换器。
2. 支持电压控制模式与频率同步的SWIFT 20A TPS544B25和30A TPS544C25 D-CAP2控制模式转换器。TI的完整SWIFT产品组合请见表1。
3. 支持PMBus精简特性集的TPS53915 12A D-CAP3控制模式转换器。
 
PWM控制器:
 
TPS40400 PWM控制器特有一个外部电源块和支持前馈的电压控制模式。TI的完整PWM控制器产品组合请见表2。
 
为你的应用选择合适的PMBus负载点解决方案
表1. TI的PMBus DC/DC转换器解决方案。
 
为你的应用选择合适的PMBus负载点解决方案
表2. TI的PMBus PWM控制器解决方案
 
我希望这篇文章在帮助你为应用选择合适器件的同时,有助于你了解TI所提供的基于PMBus的不同产品。
 
 
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