多电源系统的监控和时序控制
DAC输出的值,从而远程命令ADM11066执行电源余量微调。该过程可以利用独立于系统控制环路的开环技术实现。
图5. 开环余量微调
ADM1066最多可以为6个电源执行开环余量微调,它利用6个片上电压输出DAC(DAC1至DAC6)驱动要微调的电源模块的反馈引脚。实现这一功能的最简单电路是利用一个衰减电阻(R3),将DACx引脚连接到DC/DC转换器的反馈节点。当DACx输出电压设定为与反馈电压相等时,无电流流入衰减电阻,DC/DC转换器的输出电压不发生变化。当DACx输出电压高于反馈电压时,电流流入反馈节点,DC/DC转换器的输出必须下降以进行补偿。要提升DC/DC转换器输出,DACx输出电压设定值须低于反馈节点电压。为降低噪声,如图中所示,可以将该串联电阻分成两个电阻,其间的节点可以通过一个电容去耦到DC/DC转换器的地
闭环电源余量微调
一种更精确、更全面的余量微调方法是在闭环系统中使用类似的电路。图4所示为针对1.2 V输出的一个例子。要微调的电源轨电压可以通过VX2回读,确保将其精确调整到目标电压。ADM1066集成了执行微调所需的全部电路,12位逐次逼近型ADC用于读取受监控电压的电平,6个电压输出DAC用于按照上述方法调整电源电平。这些电路可以配合微控制器等其它智能器件使用,以实现闭环余量微调系统,它可以将DC/DC转换器或LDO电源设定到任何电压,精度为目标值的±0.5%。
为了在要测试的电源轨上实现闭环余量微调,请执行下列步骤:
禁用6路DACx输出。
DACx输出电压设定为反馈节点电压
使能DAC
读取连接到VPx、VH或VXx引脚之一的DC/DC转换器输出的电压。
需要时,提高或降低DACx输出电压以调整DC/DC转换器输出电压。否则就停止,目标电压已经达到。
将DAC输出电压设定为某一值,使电源输出改变所需的幅度(例如±5%)。
重复该过程,直至达到该电源轨所需的电压
步骤1至3确保各DACx输出缓冲器开启时,它对DC/DC转换器输出的直接影响非常小。DAC输出缓冲器的作用是消除上电时的瞬变"毛刺",因为缓冲器首先上电并跟随引脚电压,此时它不驱动该引脚。一旦输出缓冲器正确使能,缓冲器输入即切换到DAC,缓冲器的输出级开启,从而消除输出毛刺。
开关调节器的同步
在具有多个电源轨并使用一个以上开关调节器或控制器的系统中,由于内部开关频率的差异,这些器件之间可能会相互作用。这会引起拍频谐波,大幅提高电源噪声,严重影响EMI测试。幸运的是,许多开关控制器和调节器在设计上都支持内部时钟同步。LDO不存在这个问题,但其电流输出有限,并且在大多数情况效率较差,因此有时可能不合需要。
双通道开关调节器ADP2116 就是可同步器件的一个很好的例子。通过SCFG引脚,可将其SYNC/CLKOUT引脚配置为输入SYNC引脚或输出CLKOUT引脚。作为输入SYNC引脚,它可让ADP2116与外部时钟同步,两个通道以外部时钟频率的一半、彼此180°错相工作。
作为输出CLKOUT引脚,它可提供输出时钟,其频率是通道开关频率的两倍且90°错相。因此,一个配置为CLKOUT的ADP2116可以充当主转换器,为所有其它DC/DC转换器(包括其它ADP2116器件)提供外部时钟(图6)。配置为从器件时,它接收主器件的外部时钟并与之同步。通过同步系统内的所有DC/DC转换器,这种方法可防止产生能导致EMI问题的拍频谐波。
图6. 利用外部时钟同步多个ADP2116
结束语
本文讨论多电源系统的处理方法。时序控制器、监控器、调节器和控制器具有非常高的功能集成度,便于设计工程师处理潜在的电源问题,而无需采用全部是分立IC的电路板。这些器件对设计工程师非常有用,可以提高设计成功的概率,降低重新设计的可能性和电路板开发延误的风险。
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