電源問題以及系統設計師的設計風險
系統設計師需要定制電源以便處理當今 FPGA、介質處理器、ASIC、SoC和 ASSP 的電源需求。在未來,這一趨勢必然仍將持續,但是有許多設計師缺乏設計高效率開關電源所需的技能,也沒有時間去學習如何使用多個必要的傳統電源管理控制芯片來創建多電壓電源;同時還缺乏進行復雜計算的愿望,以及缺乏學習如何選擇不熟悉的電源元件如電源 FET和電源電感器的愿望。簡而言之,系統設計師在開發日益復雜的電源系統方面所花費的時間越來越少。正由于所花的時間不夠,大大提高了設計電源時的風險,導致電源不滿足要求,需要返工,因而延誤了產品的推出。
此外,系統設計師需要降低由于元件置換導致的設計要求變更風險、降低由芯片電源規范更改而產生的設計風險,或者減少在整個電源電壓調整期間對芯片性能進行微調的需求,所有上述風險系數都可通過利用可編程電源來緩和。可編程電源可以根據當前系統元件不斷變化的要求,或者根據由于元件置換或系統擴充而產生的新要求來調整。有一種極為有效的方法可以處理生產,下線前及生產,下線后的元件變化。
因此,系統設計師需要找到能夠快便捷地開發靈活插件板電源系統的新方法,該電源系統需能夠實現運行時的電源電壓重新編程,以處理未來在面對系統電源要求時的諸多未知難題。這種靈活且易于設計配置的電源系統可降低系統設計風險。同樣重要的是:這些可編程電源系統極大地增強了設計靈活性,從而降低了系統設計風險,卻不會提高電源成本。
為可編程電源控制器芯片提供17種降低風險的方式
當系統設計師在其設計中采用了各種不同的復雜邏輯器件時,PPS控制器 IC能夠讓他們以更為簡便的方式滿足電源需求。PPS控制器至少有 17種可以降低風險的具體方式:
可編程的控制方式
(1)一個 PPS控制器 IC可替換多個電源管理控制器,并且相關的系統設計有一個由集成電源系統管理器控制的可配置 PPS設計,這簡化了插件板上的電源管理以及負載點的電源電壓調節,同時提高了整個可編程性范圍內的電源可控性,以相同或者更低的BOM成本實現了更高的能力和更大的靈活性。
(2)PPS控制器 IC能夠顯著降低系統電源的元件數量,同時極大地擴展可控性。與基于模擬 PWM控制器的電源管理芯片相比,它能夠將設計電源時的插件板上無源器件數量減少至少 50%,甚至達80%,同時無需獨立排序和電源管理IC.
(3)基于 PPS控制器 IC的設計可降低整個 FET驅動器和系統管理集成的板面空間,并減少無源元件的數量。
(4)PPS控制器 IC的電源設計自適應方式使得可編程電源基本上不受無源元件隨時間和溫度偏移的干擾,這樣就降低了電源設計對無源元件容差的敏感性,降低或者消除了組合面板的拷機需求。
(5)PPS 控制器 IC的自動設計軟件能夠讓系統設計師利用簡單而熟悉的基于 GUI的設計工具來快速設計完整功能的電源,而無需花費時間去學習錯綜復雜的數字PWM控制或電源管理,也無需進行復雜卻易于出錯的元件值計算(盡管工具能夠讓設計師隨心所欲地進行眾多的詳細設計)。自動工具會即時創建 BOM.
(6)PPS控制器 IC的高集成度能夠讓設計師采用與FPGA相似的方式增添簡單參數編程并重新配置所需的更為復雜的電源性能(電源排序、延時、勻變、電流限制以及電源電壓調整),而無需更改電源的硬件設計。
(7)PPS控制器 IC中的獨立可編程軟啟動和軟停機電源參數降低了關鍵系統元件的開通/關斷應力。例如,當系統經由低等效串聯電阻(ESR)啟動時,不帶電的電源濾波器電容器會消耗數百安培的電流。軟啟動電源會限制這些電流浪涌并且降低電纜、連接器和電容器本身承受的高電流應力。軟關機能力可確保系統斷路時,這些電容器充分放電。
(8)在整個編程過程中,PPS控制器 IC的可編程再配置性能夠將*終的規范轉換為新型的復雜系統元件(FPGA、微型控制器、針對應用程序的處理器)的電源要求,而無需對*終的面板等級、硬件設計進行改動。
(9)在整個器件的重新編程過程中,PPS控制器 IC的可編程再配置性能夠實現復雜系統元件(FPGA、微型控制器、針對應用裝置改編程序的處理器)的獨特而復雜的加電和斷電排序要求,而無需重新設計復雜的面板等級。
(10)PPS控制器 IC的可編程再配置性可以方便地滿足不斷變化的核心電源要求-例如有可能需要將FPGA更改為下一代 -只需進行簡單的配置編程變更,而無需進行面板級設計更改或元件級BOM修正。
(11)PPS控制器 IC的可編程再配置性只需進行簡單的編程更改,便可方便地更改 I/O電源要求。(例如有可能需要從 DDR更改為DDR2、低電源/低電壓DDR2或DDR3 SDRAM)。
(12)PPS控制器 IC配置參數的直接數字控制能夠讓系統主機、主電源或者輔助處理器來優化主系統元件的運行速度,只需稍稍改變系統中多個復雜邏輯器件的核心電源電壓即可。
(13)PPS控制器 IC的直接數字控制能夠讓系統主機、主電源或者輔助處理器管理工作電源級別以及由可編程斷電空轉系統元件或者系統的整個扇區所產生的熱量。
(14)PPS控制器 IC的直接數字控制通過對受影響的系統電源進行排序,或者切斷失效且不重要的系統,從而讓系統主機、主電源或者輔助處理器自動管理插件板上與電源有關的假信號或者故障。
(15)PPS控制器 IC的直接數字控制提供了一條通信路徑,能夠遠程修正或者更新所有電源電壓和加電/斷電順序,在系統就位后不會出現召回產品、服務請求或者****,這降低了系統的TCO(總擁有成本)。
(16)由于對關鍵系統元件進行了微縮或者更新為下一代版本,因此可編程再配置性能夠輕松地滿足電源要求的變化。
(17)可編程再配置性可輕松地滿足由于海量外圍存儲器和數字 LCD、LED或等離子顯示板等外接器件不斷變化的接口信號標準而導致的系統電源要求的變化

