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大电流轨需要具备控制和监察功能的转换器

大型计算系统的复杂性日益增加,这迫使电源产品提高效率和准确度并改进瞬态响应。不过,近一段时间,电源产品也越来越需要具备数字控制能力,以实现监视、设置和报告功能。在分布式系统中,高效率是必不可少的,在这类系统中,会对中间电压总线采用高降压比,以产生提供大电流的本机低压电源,进而最大限度地减轻转换效率不佳导致的过热问题。主机系统可能有很多提供宽范围功率值的本机电压轨。例如,在数据通信系统中,可能有多达 50 个负载点电压轨,其中有些可能提供高达以及超过 100 安培的电流。因此,系统设计师希望能够非常方便地监视和调整电源电压、对电源电压排序、设定工作电压限制,并方便地读取电压、电流、温度等参数以及访问详细的故障日志。

一种流行以控制大轨数系统的方式是使用数字通信总线。这种方式常称为“数字电源”或“电源系统管理 (PSM)”,能够帮助设计师实时控制、监视和监察很多电源轨。能够以数字方式更改电源参数意味着,设计师不再像以前那样,需要更改实际硬件、电路和 / 或系统用料单,这极大地缩短了产品开发时间和减少宕机时间。

新出现的 PSM 产品往往通过 PMBus 等两线接口支持可配置性和监视功能,PMBus是一种基于开放 I2C 标准的数字接口协议。这就为 PSM 产品与现有嵌入式系统及架构、安装在电路板上的控制器以及智能平台管理接口功能无缝集成提供了方便。为了简便易用,尤其是在硬件开发及测试的初期,常常通过一个在 PC 上运行的图形用户界面 (GUI) 和常称为接口转换板的 USB 至 PMBus 通信转换工具连接 PSM 产品。

PSM 可用来监视远端电压稳压器的性能,报告其健康情况,以便能够在其超出性能规格甚至发生故障之前采取纠正措施。PSM 还允许用户根据从负载及系统收集的信息采取行动,并具备以下优势。

产品更快上市:

·无需修改 PCB,就可更改电源参数

·快速确定系统特性、进行优化和数据挖掘

负载级优势:

·随时间和温度变化控制电源准确度

·进行裕度调节,以测试 FPGA 容限

系统级优势:

·以数字方式进行电路板级电源诊断

·监视并准确确定整个系统的功耗

·故障管理 / 故障日志

数据中心优势:

·确定功耗趋势,随时间变化检测波动和变化

·开发预测性分析方法,最大限度降低运行成本

·做出能量管理决策

为满足大型多轨系统的需求,人们开发了 PMBus 命令语言。除了一套定义完备的标准命令,PMBus 兼容产品还可以采用自己专有的命令,以提供创新性增值功能。对生产这类系统板的 OEM 而言,大部分命令和数据格式实现标准化是一个极大的优势。该协议是通过业界标准 SMBusTM 串行接口实现的,能够对电源转换产品进行编程、控制和实时监视。命令语言和数据格式标准化使 OEM 能够非常容易地实现固件开发和重用,这可帮助电源系统设计师缩短产品上市时间。