디지털 전원 관리 기술 및 응용
이 기사에서는 디지털 전원 공급 장치의 기본 특성, 아날로그 전원 공급 장치와 비교한 디지털 전원 공급 장치의 장점 및 디지털 전원 관리의 주요 내용을 소개하고 디지털 전원 관리 기술의 응용을 소개합니다.
차세대 집적 회로에는 3.3V, 1.8V 또는 그 이하의 전원 전압이 필요합니다. 단일 장치는 전원을 공급하기 위해 여러 전압이 필요하고 전류 수요가 크며 올바른 타이밍에 장치에 전압을 인가해야 합니다. 이러한 장치에 전원을 공급하는 전압은 전압 강하를 최소화하고 전압을 안정화하기 위해 보드(가급적 장치 가까이)에서 생성되어야 합니다. 고성능 DC/DC 컨버터는 광범위한 입력에 적합하며 절연 전원 공급 장치 또는 비절연 POL(point-of-load) 컨버터로 사용할 수 있습니다. 따라서 대부분의 온보드 전원 공급 장치 시스템은 DC/DC 변환 모듈을 전원 공급 장치 본체로 채택했습니다. 그러나 전력 관리 회로 없이는 완전하고 건강한 전력 시스템을 구축할 수 없습니다. 전원 관리 내용에는 전원 시스템 모니터링, 시퀀싱 및 추적, 모니터링 및 안전 장치가 포함됩니다. 전원 관리 장치는 공통 모드 거부, 시동 제한, 시동 및 종료 제어, 심지어 입력에서 역률 보정과 같은 기능을 처리합니다. 출력 측에 구성된 전원 관리 장치는 시동 시퀀스 및 출력 전압 조정을 제어하고 과부족 전압 및 과전류 상태에 대한 해당 오류 보호 기능을 제공합니다. 그림 1 격리된 AC/DC 전원 시스템에서 전원 관리 장치의 애플리케이션 보호. 모든 관련 기능 회로는 주 회로에서 격리되어야 합니다.
디지털 전원 관리 기술 및 응용에 대한 자세한 설명
그만큼
전용 디지털 전원 관리 장치는 일반적으로 사용되는 아날로그 회로 또는 마이크로 컨트롤러, 프로그래밍 가능한 논리 장치 및 기타 방법보다 비용, 개발 주기 및 신뢰성 측면에서 더 큰 이점이 있습니다. 차세대 디지털 전력 관리 장치는 실시간 모니터링 요구 사항을 충족할 수 있는 고속 ADC를 통합하여 범용 마이크로 컨트롤러의 오프칩 ADC보다 빠르게 장애를 반영할 수 있습니다. 모니터링 데이터는 I2C 또는 PMBus 버스를 통해 전원 공급 장치의 주 컨트롤러로 전송되어 정확한 전압 조정 설정, 오류 보호 및 기타 기능을 달성합니다. 내부 시계는 오류 기록을 활성화합니다. 다중 출력 전력 시스템의 경우 디지털 전력 주 컨트롤러는 버스 인터페이스를 통해 실시간으로 각 출력 단자의 관리 장치에서 각 출력의 모니터링 데이터를 읽어 전력 시스템의 포괄적인 모니터링을 실현합니다. 소프트웨어 설계가 승인되면 설계의 모든 제품에 동일한 소스 파일과 구성 파일을 사용할 수 있으며 성능은 장치마다 일관적인 반면 아날로그 회로는 구성 요소 자체의 차이로 인해 성능이 다릅니다.
전력 관리를 구현하고 증폭기, 비교기 및 RC 시간 지연을 통해 다양한 매개변수를 설정하기 위해 아날로그 회로에 의존하는 기존의 전력 시스템 관리 회로는 더 이상 디지털 전력 관리 장치만큼 우수하지 않습니다. 설계가 심화됨에 따라 구성 요소는 더 이상 매개 변수의 변경으로 변경되지 않으며 회로 기판은 더 이상 반복적으로 재처리할 필요가 없습니다. 특수 디지털 전원 관리 장치를 사용하여 구성 소프트웨어가 작동 매개변수를 설정할 수 있습니다. 설계 중 변경 사항은 하드웨어 변경 없이 소프트웨어에서 쉽게 구현할 수 있습니다. 구성 소프트웨어는 설계자가 몇 가지 매개변수를 조정하기만 하면 됩니다. 모든 매개변수가 설정되면 프로그래밍 다운로드 라인이 있는 I2C 포트를 통해 디지털 전원 관리 장치로 다운로드할 수 있습니다. 그림 2는 일반적인 전력 관리 장치의 내부 기능 단위에 대한 블록 다이어그램입니다.
디지털 전원 관리 기술 및 응용에 대한 자세한 설명
전력 시스템 모니터링에 특수 전력 관리 집적 회로를 적용한 것 외에도 차세대 집적 회로는 자체 설계에 전력 소비 및 부분 전력 관리를 줄이는 기능을 추가하여 디지털 전력 및 디지털 전력 관리를 제공합니다. 장치 통신 인터페이스. 이것은 고급 디지털 프로세서에 반영되었습니다. 디지털 프로세서, DC/DC 컨버터 및 디지털 전원 관리 장치 간의 통신을 통해 프로세서는 현재 처리 속도 및 작업 강도에 따라 필요한 전원 공급 장치 전압을 자동으로 조정할 수 있습니다. 디지털 전원 공급 장치 및 전원 관리 장치에는 여러 레지스터가 포함되어 있습니다. 프로세서에 필요한 전압이 변경되면 버스를 통해 새로운 데이터를 수신하여 관련 레지스터를 구성하거나 디지털 전원 공급 장치의 내부 프로그램 룩업 테이블에서 관련 설정 값을 찾습니다. 이러한 방식은 엄격한 전력 소비 요구 사항이 있는 분야에서 주류 애플리케이션이 되고 있습니다. 내부 부품에 별도의 전원 공급 장치가 있는 프로세서의 경우 대기 또는 절전 상태의 기능 장치를 완전히 끌 수 있으므로 전력 소비가 더 줄어들지만 전원 공급 장치 관리에 대한 요구 사항이 높아집니다. 출력 포트가 증가할 뿐만 아니라 다른 포트의 설정 및 모니터링은 디지털 전원 관리 장치에서 프로그램의 복잡성을 크게 증가시킵니다. 프로세서 내부의 하드웨어 성능 모니터는 특정 시간 내에 가장 낮은 공급 전압을 제공할 수 있습니다. 모니터의 정보는 프로세서 내부에서 직접 나오므로 모니터링 시스템의 폐쇄 루프는 완전히 프로세서 칩 내부에 있어 전력 관리의 SOC 설계를 실현합니다.
