PoL变换器的数字控制(07-100)

　　数字电源控制有时称为传统模拟控制电源的管理和监控，其定义与数字域中开关电源的反馈回路和PWM产生紧密相关。这也包括电源的监控和管理。

　　数字电源控制的好处是灵活性、易于板开发。数字电源控制允许设计人员在最后几分钟改变配置而不改变硬件。带GUI(图形用户接口)的控制器可快速编程。

　　另外的好处是精度和长期稳定性良好。从精度振荡器和电压基准获得开关频率和误差电压。由于数字补偿回路具有低容差，随时间质量变化小的无源元件，所以，数字反馈回路带宽可以扩展到接近理论限值，从而得到好的瞬态响应，降低对输出电容器的要求。

　　PMBus

　　数字控制器具有一个PMBus接口，使数字控制器可以与主控制器共享信息。PMBus是电源变换器采用串行通信总线的通信标准。

　　尽早地告知失效，使得通信能增强系统灵活性和可靠性，例如，在系统失效前，通信告知增高的功率级温度，并采用相应的措施。通信也使远程(通过Internet)系统正常监控和参量更新成为可能。

　　模拟控制回路应在最坏条件下是稳定的。其负载瞬态响应必须满足最坏条件下的要求。假若负载减小，使降压变换器从连续模式工作变化到非连续模式工作，其传递函数也会变化。模拟控制回路必须满足两种模式工作的传递函数。尽管这会牺牲对每个模式的最佳补偿。数字控制器可以对不同的工作模式，在补偿参量不同设置和施加最佳补偿之间即刻转换。这改变了任何给定负载下的瞬态响应，并节省成本和输出电容器的板占位空间。

　　数字电源控制器在单器件中实现通信、电源管理、风扇控制和时序功能。在一个器件中集成这些功能，能增强可靠性(由于较少的元件数)降低总系统成本。

　　片上或外部闪存可记录系统状态。采自误差存储器的信息，有助于系统设计人员检测关键的系统状态和实现变化。此信息也可确定失效原因。

　　像服务器、基站和媒体网关这类的应用，需要多个电源电压来供电DSP、FPGA、微处理器和基他多电源电压轨器件。通常，电源结构由中间总线变换器(IBC)构成，IBC使48V或24V输入电压变为3.3V~12V范围的中间总线电压。此总线电压经PCB上的电源线分布。在PoL(负载点)，如DSP，PoL变换器变换IBC电压为所需的PoL电压，如1.2V芯核、1.8V  DDR存储器和3.3V I/O电压。

　　这样的多轨电源电压系统对输出电压精度(最新的高性能DSP要求±3%严格的输出电压调整，包括瞬变)和动态电压定标(为了降低功耗，新式处理器采用依赖处理负载的动态电压定标，这意味着电源电压根据应用所需要的实际计算功率而变化)提出要求。

　　时序

　　时序条件需要遵从避免总线争用。在设计期间，时序条件可以改变。DSP和其他处理器在电源上电达到稳定条件后有电源电压复位性能。另外，昂贵的处理器应在过压和欠压条件下得到保护。处理器根据工作情况会引起快速负载电流变化。电源必须快速反应这些变化，以保持输出电压稳定。

　　某些处理板在电源电压达到输出电压稳定窗口的上限和下限限值时进行测试，来确定系统可靠性和性能。除电压和电流监控外，很多系统需要告知系统的其他关键参量，如温度和负载电流。