简化环路补偿和极点和零点计算

在为我们的最终应用设计电源时，我们是否曾经感到沮丧？设计电源环路补偿和计算极点和零点可能很困难，尤其是对于没有经验的电源设计人员而言。环路补偿设计也可能非常耗时，因此如果我们只有很短的时间来完成我们的设计，就会增加更多的压力。

尽管有复杂的计算和期限压力，我们仍然必须保持高功率密度和效率。然而，对软启动时间和欠压锁定 (UVLO) 进行编程以及设置电流限制可能是另一项艰巨的任务。幸运的是，有多种负载点 (POL) DC/DC 解决方案可让我们的电源设计过程更轻松、更快捷。

TI 直接连接到输出电容器 (D-CAP™) 是一种无需相位补偿的自适应导通时间控制技术。与电压和电流模式相比，D-CAP 解决方案可提供更快的负载瞬态响应，从而减少输出电容器、降低材料清单 (BOM) 成本和提高功率密度。我们的许多 D-CAP 解决方案都包括电源管理总线或 PMBus。通过 TI 的 PMBus 电源解决方案，我们可以使用 TI 的Fusion Digital Power Designer轻松编程和调整软启动、UVLO、电流限制和其他参数值图形用户界面 (GUI)。对 PMBus 电源进行编程和定制不需要软件知识；我们将通过直接的 PMBus 命令及其值进行编程，这些命令占用 I 2 C 总线上的一组专用寄存器。与 D-CAP 控制模式一起，PMBus 易于使用，减少了设计时间和组件数量。

TI为企业以太网交换机设计完整的 PMBus 电源系统参考设计是一种用于专用集成电路 (ASIC)/现场可编程门阵列 (FPGA) 内核的 PMBus 电源系统；DDR4核心内存；以太网交换机、存储、服务器以及测试和测量应用等高性能电源中的辅助电压。TI 将在 2016 年应用电力电子会议 (APEC) 上展示这种降压电源。

参考设计特点：

· 如图 1 中的框图所示，共有八个稳压器，包括一个 D-CAP+™ 稳压器、PMBus 大电流多相电源和 DDR4 终端。

· 模拟 POL 电源的 PMBus 排序、控制、监控/裕度和遥测，以及黑盒故障记录。

· 通过 PMBus 和 AVS 总线进行自适应电压调节 (AVS)，以降低功耗。

图 1：用于企业以太网交换机的完整 PMBus 电源系统参考设计框图

参考设计包括：

· TI 首款 DDR4/LPDDR4 终端电压 (VTT) 开关稳压器。TPS53317A 是一款 6A、DCAP+ 模式、SWIFT™ 同步降压转换器，具有用于 AVS 的外部轨道跟踪。它适用于分轨操作，其中输入电压 (V IN ) 为内部 FET 供电，而较低电压的 VDDQ（存储器核心轨）充当 REFIN 以生成 VTT 轨。此外，DCAP+ 控制模式可实现快速负载瞬态响应，无需复杂的开关环路补偿。

· UCD90240 是一款 24 通道 PMBus 电源定序器，可级联至 96 个通道。UCD90240 在此参考设计中充当系统管理器。它可以记录 100 个故障，其黑盒故障记录功能在第一次故障检测时拍摄完整的系统快照。UCD90240 是一款采用紧凑型 9mm × 9mm 晶圆级球状引脚栅格阵列 (BGA) 封装的 24 电源轨 PMBus 可寻址电源排序器和系统管理器。该器件提供以下引脚：24 个模拟监视 (MON) 引脚，可通过两个 12 位 ADC 引擎来监视电源电压、电流或温度；24 个专用使能 (EN) 引脚，用于控制电源轨开启/关闭；24 个专用裕度调节引脚，用于闭环裕度调节；12 个逻辑 GPO (LGPO) 引脚，支持灵活的布尔逻辑和状态机功能；以及 24 个 GPIO 引脚，可配置为 GPI、GPO、系统复位、级联故障引脚和看门狗 I/O 等。 24 个 EN 引脚和 12 个 LGPO 引脚可配置为电平有效驱动或开漏输出。非易失性事件记录功能可在电源断电后保存故障事件。 黑盒故障记录功能会在首次发生故障后保存所有电源轨和 I/O 引脚的状态。凭借级联功能，通过一条 SYNC_CLK 引脚连接即可轻松管理多达 96 个电压轨。 故障引脚功能可对级联的各器件加以协调，以提供同步的故障响应。 引脚选择电源轨状态功能最多可通过 3 个 GPI 来控制多达 8 个用户定义的电源状态。 这些状态可实现高级配置和电源接口 (ACPI) 规范中列出的系统低功耗模式。

· TPS53467 是一款用于 ASIC 和数字信号处理器 (DSP) 的通用四相无驱动脉宽调制 (PWM) 降压控制器。该 DCAP+ 模式控制器提供广泛的引脚绑定和 PMBus 编程功能。通过 PMBus，TPS53647 可以监控输入/输出电压、电流、温度和功率。

· TPS549A20 是 TI 最新的 PMBus 15A、D-CAP3™ 控制模式 SWIFT 降压转换器。这是世界上最小的 15A 同步降压转换器之一，采用 3.5mm x 4.5mm PowerStack™ 封装。TPS549A20 可以以高效率和功率密度为高达 15A 输出电流的 ASIC/FPGA 供电轨供电，同时增加 PMBus 编程和故障状态，以便于使用和系统诊断。

该参考设计具有多种优势：

· 适用于高性能、高功率应用的剪切和粘贴设计。

· 完整的系统管理、轻松的故障分析和缩短上市时间。

· 快速诊断和增强的可靠性。

不要为如何设计降压电源而烦恼。借助 TI 的 D-CAP 技术和 PMBus 解决方案，我们的降压电源将立即启动并运行。