数字电源管理可降低能源成本，同时提高系统性能

当今的网络设备设计人员有望 突破性能极限，在 开发时间过短和紧张的压力 成本约束。增加网络系统功能 添加 ASIC 和处理器，每个都需要多个电压 轨，产生具有数十个轨电压的线卡。 如此多的电源轨的挑战在于优化硬件 利用率，使整体功耗降至最低。

为了满足这一需求，数字电源管理 正在迅速成为关键 复杂高可靠性要求 应用。数字电源管理 允许复杂的多轨系统 通过基于 PC 的高效调试 软件工具，避免耗时 硬件更改。基于软件 在线测试 （ICT） 和电路板启动 比传统的容易得多 自固件以来的硬件 ECN 方法 可以在 PC 上进行更改，而无需 触摸黑板。数字电源管理 为设计人员提供实时遥测 数据和故障日志，实现快速 电力系统故障诊断和 实施纠正措施。

也许最重要的是，DC/DC 转换器 具有数字管理功能 让设计师开发绿色 优化能源的电力系统 满足系统性能的同时使用情况 目标（计算速度、数据速率等）。 优化可以在 负载点，在电路板、机架和 即使在安装级别，也减少了两者 基础设施成本和 产品生命周期的所有权。

本文展示了性能如何， 可靠性和能源效率是 改进了网络交换机和路由器， 基站和服务器，以及 作为工业和医疗设备 通过使用 LTC2974 四通道 数字电源管理IC

图1.带EEPROM的四路电源控制器。显示一个通道。

对任意数量的 用品;随意添加耗材

LTC2974 简化了排序 任何数量的用品。通过使用 基于时间的算法，用户可以动态 对电源的打开和关闭进行排序 任何订单。跨多个排序 LTC2974 也可使用 1 线 共享时钟总线和一个或多个 双向故障引脚（见图2）。这 方法大大简化了系统设计 因为通道可以排序 任何订单，无论哪种 LTC2974 提供控制。额外的 LTC2974 可以 随时添加，无需担心 对于系统约束，例如 提供子卡连接器引脚。

图2.多个 LTC2974 可仅使用两个连接无缝级联。

上电排序可在 对各种条件的反应。为 例如，LTC2974 可以自动排序 当下游直流/直流波变换器' 中间总线电压超过 a 特定导通电压。或者，可以在 对上升沿或下降沿的响应 的控制引脚输入。立即的 关闭或关闭排序作为响应 故障条件也可用。 测序也可以由 简单的我2C 命令。LTC2974 支持 这些条件的任意组合。

强大的系统需要 多功能故障管理

可使用双向故障引脚 建立故障响应依赖关系 通道之间。例如，在 可以中止一个或多个排序 短路时的通道。这 高值和低估限制阈值 以及电压和电流的响应时间 主管都是可编程的。在 另外，输入电压，芯片温度， 四个外部二极管温度为 还受到监控。如果这些数量中的任何一个 超过其高值或低估限制， LTC2974 可设置为以多个数字响应 方式，包括立即闭锁， 删除故障的 Latchoff，然后重试 Latchoff。

提供集成的看门狗定时器 用于监控外部微控制器。 有两种超时间隔可用： 第一个看门狗间隔及后续间隔 间隔。这使得有可能 为 断言之后的微控制器 电源良好信号。如果看门狗 发生故障时，LTC2978 可配置为 将微控制器重置为 预定时间量之前 重新确认电源良好输出。

改善制造 在精确的电压下产生良率 监测

当电压降至1.8V以下时，许多现成的电压 模块在会议中遇到问题 输出电压精度要求 过温。绝对精度 小于±10mV的要求是 现在很常见，因此有必要 调整制造中的输出电压， 一个耗时的过程。

原始设备制造商必须进行裕量测试，以确保 他们在面对时运送可靠的系统 漂移的轨道电压，这可能导致 在制造业良率的重大影响中。 这个问题的更好解决方案 拥抱不准确的现实 电源模块，并启用系统 在现场自修剪。LTC2974 的 数字伺服回路将轨电压降至最低 通过外部修剪模块的漂移 输出电压优于±0.25% 温度范围内的精度（见图3）。 除了改善制造 产量，数字伺服回路使其 通过避免更容易获得电源模块 模块精度的限制。

图3.LTC2974 在整个温度范围内提供了卓越的电压伺服准确度。

稳健的系统是 轻松留边距

LTC2974 的数字伺服环路 10 位 DAC允许用户为电源提供裕量 范围广，同时保持高 Shmoo 绘图等应用的分辨率。边距控制在 我2带有单个命令的 C 接口，以及 裕量DAC输出连接到 反馈节点或修剪输入 通过电阻器的 DC/DC 转换器。价值 的电阻器在 输出电压可以超过的范围 保证金，重要保障 软件控制下的电源。

精确、温度补偿、 直流电阻负载电流监控

实现所需的节能效果 消费，有必要表征 所有运行模式下的负载。 FPGA 用户优化其代码以 在 ASIC 用户调整时最大限度地降低功耗 内核电压取决于吞吐量 要求。准确的实时遥测 大大简化了此任务。

使用 LTC2974，系统运行状况可以 由电压、电流和 温度状态记录，而 多路复用、16位∆∑ADC监控输入 以及输出电压、输出电流和 内部和外部二极管温度。

随着越来越低的核心趋势 电压，精确测量负载 洋流已成为一个挑战，因为 使用精密电流检测电阻器 可能导致不可接受的功率损耗。 一种选择是使用 电感（DCR）作为电流分流元件。 这有几个优点，包括 零额外功率损耗，更低 电路复杂性和成本。然而 温度依赖性强 电感电阻及难点 精确测量电感磁芯 温度总是会引入误差 在电流测量中（见图4）。

图4.DC/DC转换器的热图像，显示了实际电感温度与温度检测点之间的差异。

LTC2974 可实现准确的 DCR 检测 可在正在申请专利的温度下使用 补偿算法 对于热梯度从 电感磁芯的检测二极管，如 以及两者之间发生的时间滞后 电感电流和温度的变化 （见图5）。这种能力， 与 LTC2974 的低噪声相结合 16 位 ΔΣ ADC，可实现精确测量 使用电感器的负载电流 具有极小的 DCR（见图 6）。

图5.LTC2974 利用热阻和延迟参数来补偿电感器自发热。

图6.LTC2974 对于一个 DC/DC 转换器在整个温度和输出电流范围内的总电流测量误差。

基于 PC 的设计和 故障诊断

与 LTpowerPlay™软件，LTC2974 的 故障和警告寄存器允许设计人员 （和现场用户）确定状态 电力基础设施一览 （见图7）。状态信息、正常运行时间、 ADC 遥测的最后 500 毫秒为 在数据日志中可用。在 通道因故障而被禁用， LTC2974 的数据记录可转储到 受保护的EEPROM。这个 255 字节的块 的数据保存在非易失性存储器中 直到用 I 清除2C 命令。

图7.LTpowerPlay软件允许设计人员通过一个微小的连接器将PC插入系统，使电源管理系统无需编写任何代码即可完全配置和控制。

图 7 显示了数据日志内容 在LTpowerPlay的LTC2974接口中查看。 这样，LTC2974 提供了 状态的完整快照 紧接在前面的电力系统 严重故障，从而使其成为可能 事后隔离根本原因。 这是调试的宝贵功能 预发布表征和 高可靠性系统中的现场故障。

独立操作

易于使用的基于PC的LTpowerPlay 软件允许用户配置 LTC2974 通过一个 USB 接口和一个加密狗 卡。LTpowerPlay软件，这是免费的 和可下载，占用大部分 开发过程中的编码和 通过允许 用于配置所有设备参数的设计器 在一个直观的框架内。

设备配置完成后 最终确定，设计师可以保存 参数到文件并将其上传到 凌力尔特工厂。线性可以使用 文件对零件进行预编程，从而允许 客户提起他们的董事会 以最大的轻松。当板载 EEPROM 已配置，LTC2974 能够完全自主操作 无需定制软件。 此外，增加了一个微小的 连接器允许LTpowerPlay软件 与 LTC2974 在系统内通信， 为现场用户提供遥测数据， 系统状态和故障日志（根据需要）。

结论

LTC2974 数字电源管理器带来了 前所未有的参数精度，丰富的 功能集和可扩展的模块化 高可用性系统的体系结构。 复杂多轨系统的设计是 通过 LTC2974 进行了简化。它使用 行业标准的 PMBus 接口，它 直接与高功率、自由接口 基于PC的LTpowerPlay控制软件， 它包括一个集成的EEPROM 完全定制。设计您的 采用LTpowerPlay设计的应用 工具，只需上传配置 到凌力尔特工厂。 线性可以使用您的自定义配置 生产预编程设备 可在您的应用程序中随时使用。

审核编辑：郭婷