第三代数字电源控制器支持多通道输出和多相位管理

随着数字电源从“纸上”进入设计应用阶段，从2006年开始，更多以全数字环路控制为特征的数字电源控制器面世， TI、Microchip、Primarion和Zilker等公司都纷纷发布了相关产品，从只有个别器件扩展到更丰富的系列产品。不久前，TI又发布了第三代数字电源控制器UCD9240，与上一代单环路控制器相比，它进一步提升了集成度和智能化程度，可以实现对多达四个独立数字控制环路和八种相位的数字化管理，适用于电信与服务器设备等高密度应用。 作为数字电源的倡导者之一，TI的第三代数字电源产品走的是高性能通用、高集成度专用的发展路线，这与Primarion和Zilker等初创公司一开始就走专用路线有所不同。相比这些初创公司，TI推出专用产品较晚，但凭借其在模拟电源和数字芯片上的深厚积累，因此在提升集成度和提升性能等方面后劲十足，第三代UCD9240就是典型代表。 TI的第一代数字电源控制器为基于C2000 DSP的可编程TMS320F28x控制器，它的优点是灵活性强，但缺点是成本和功耗较高，需要编程，适合AC/DC和高级DC/DC这类的复杂控制应用，目前已经量产。“第一代产品让我们知道了数字电源朝哪个方向发展，客户如何使用”。TI系统电源产品部工程经理David Freeman表示。

TI提供端到端的数字电源解决方案。Ia9esmc

2006年9月，TI又发布了不需软件编程的DC/DC数字电源控制器UCD91XX系列，以及和它搭配使用的UCD7230同步降压驱动器，适用于负载点(POL)系统。与TMS320F28x不同的是，UCD91XX是针对数字电源应用的专用产品，它基于微控制器，集成了使用控制算法的硬件加速单元，在支持高达 2MHz的转换频率的同时还能完成全数字闭环控制。它还引入了图形用户界面(GUI)进行全面配置，从而无需单独进行软件编程即可对负载点电源转换进行监控与管理。事实上，这种采用硬件控制(State-machine)和GUI配置的方式早已为Primarion和Zilker等初创公司采用。 Freeman介绍说，和TMS320F28x中DSP功能器件不同的是，UCD9K系列中的ARM CPU只是一个管理器件，用以改变参数，并不是一个功能器件，补偿等功能都是通过硬件实现，虽然它的灵活性下降了，但通过采用TI的专有算法，仍能很好满足需求，而成本和功耗却大大降低了，并且客户配置更简单。 同属UCD9K系列，较第二代单环路单相UCD9111与双相UCD9112控制器，第三代UCD9240控制器进一步提升了集成度和智能化程度。四通道输出多相位UCD9240采用250皮秒分辨率的数字PWM技术，并可通过GUI进行全面配置，使设计人员能够对电源电压、电流阈值与响应、软启动、容限、排序、跟踪、相位管理、环路响应、风扇控制以及其它众多参数和功能进行全面的智能管理。 和UCD91XX一样，UCD9240采用Fusion Digital Power外设，可实现全数字环路控制，并支持高达2MHz的开关频率。UCD9240正常工作时的最小电源电流仅为40mA，支持高达100条PMBus接口指令，可实现电源的控制、配置和管理功能。UCD9240支持独特的相位管理功能，使电源能在负载范围内实现高效工作。此外，UCD9240还能让用户根据工作条件优化环路响应，在负载范围内满足可接受的瞬态响应要求。 除了UCD9240外，TI还推出了两款新型插入式电源模块，为UCD9K系列带来高度的可配置性，从而进一步简化DC/DC转换器设计。PTD08A010W与PTD08A020W 10A与20A模块集成了感应器、FET与TI的UCD7230驱动器，还支持电流检测功能与集成短路保护功能，从而能够在确保电源稳定工作的同时保护系统。 UCD91XX的样片已上市。UCD9240、PTD08A010W和PTD08A020W模块现也已提供样片，预计2007年第四季度投入量产。“数字电源有很多优势，我们正在帮助系统厂商充分利用它。目前我们的客户(主要是电源模块厂商)已经意识到数字控制可以使他们的产品实现差异化，因此非常感兴趣，” Freeman表示，“预计到2009年，我们客户的客户(终端系统厂商)也会感兴趣，开始大量采用数字电源使用他们的产品差异化，这对于数字电源的发展才是最重要和最关键的”。