电源管理的新趋势

随着可编程逻辑技术在设计中的电源管理子系统部分的使用，为电路板/系统设计工程师带来了新的功能。将可编程逻辑技术应用于电源管理的实际好处是，设计人员可以退一步并重新审视整个设计，使用PLD(可编程逻辑器件)作为高层系统元器件，来创造更多集成的、以功能为导向的解决方案。

设计实例

也许最简单的方式来说明这个“设计思想转变”是使用一个设计实例。目标设计是一个电源/电路板管理子系统，用于机架安装的通信系统的控制卡中。电路板框图如图1顶部所示，还有一个电源管理模块的扩展视图如底部所示。电路板上的主要元件是MCU、FPGA、ASIC、DDR存储器、闪存、外设和电源/电路板管理子系统。电路板有CompactPCI Express(cPCI Express)背板，可以在电路板通电时插入或拔出(热插拔功能)。背板提供了标准的cPCI Express电源，+12V、+5V和+3.3V，并且这些可以用来开发更多板上的电源电压(例如，+2.5V和1.8V)。在这个设计中，12V电压将使用的负载点(POL)DC-DC转换器为电路板供电，+2.5V和+1.8V。

图1 cPCI Express通信电路板框图

热插拔和电源/电路板管理子系统有以下主要要求：

● 电路板电源要求范围为10～200W。

● 当在上电情况下插入系统时，+12V、+5V和+3.3V电路板电压需要以可控的方式上拉，这样浪涌电流不会损坏电路板的电源MOSFET并且也不会影响其他电路板插入机架(热插拔功能)。

● 电路板必须产生一个背板故障预警。

● 电路板电压必须正确上电，因为一些元件需要电源按特定顺序或特定斜率上电。

● 必须生成特定电路板的电源管理信号用于FPGA初始化、器件和子系统复位。

● 系统控制器必须可以通过I2C来进行背板电压测量以及板上的电压和电流的测量。