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POWER 6 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2014
VII
VOLTAGE RAIL
controllare in modo autonomo molte tensioni. Linear
Technology può offrire diversi power product digitali:
LTC3882 è uno dei più recenti.
Controller DC/DC DPSM
LTC3882 è un controller DC/DC step-down sincrono
multifase a due uscite, dotato di interfaccia digitale
seriale. Questo dispositivo utilizza un controllo in
modalità di tensione della modulazione di fascia alta
per un’eccellente risposta alla tensione transitoria
ed è in grado di operare con induttori a valore DCR
bassissimo (0,25 milliohm), consentendo una maggiore
efficienza e fino a 40A per fase di uscita. I dispositivi
a blocchi di potenza compatibili includono DrMOS,
blocchi di potenza o driver FET discreti e i MOSFET a
canale N associati.
L’interfaccia digitale consente ai progettisti di sistema
e agli operatori remoti di controllare e monitorare le
condizioni di alimentazione e i consumi del sistema. La
possibilità di modificare in modo digitale i parametri
di alimentazione riduce il time-to-market e i tempi
di inattività, eliminando ciò che avrebbe richiesto
modifiche dell’hardware, dei circuiti e/o della distinta
dei materiali del sistema.
L’interfaccia seriale a 2 fili dell’LTC3882 consente
di marginare, sintonizzare e aumentare o ridurre
l’accelerazione delle uscite a slew rate programmabili
con ritardi sequenziati in base al tempo o alla tensione.
È possibile leggere i valori relativi a correnti e tensioni
di ingresso e uscita, potenza di uscita, temperatura
e tempo di attività e valori di picco. Il dispositivo è
costituito da due loop di controllo analogici veloci,
circuito a segnale misto di precisione ed EEPROM ed è
contenuto in un package QFN-40 di 6mm x 6mm.
Per valutare le prestazioni di LTC3882 è possibile
scaricare gratuitamente la GUI LTpowerPlay; sono
inoltre disponibili il convertitore USB-PMBus e i kit
demo. Con un errore dell’uscita DC massimo pari a +/-
0,5% sulla temperatura, una precisione di lettura della
corrente di +/-1%, un convertitore ADC delta-sigma
a 16 bit integrato e una memoria EEPROM, LTC3882
combina le prestazioni del migliore regolatore
switching analogico con l’acquisizione precisa dei dati
a segnale misto. Il dispositivo funziona con tensioni di
ingresso comprese tra 3V e 38V e produce tensioni di
uscita comprese tra 0,5V e 5,25V. Due canali possono
condividere la corrente con precisione per fornire
fino a 80A. È possibile collegare in parallelo fino a
quattro LTC3882 per il funzionamento a 2, 3, 4, 6
o 8 fasi. All’avvio è possibile impostare le tensioni di
uscita, la frequenza di commutazione e le assegnazioni
dell’angolo di fase dei canali con la tecnica di ‘pin
strapping’ delle resistenze o caricamento dalla EEPROM
interna. Di seguito è illustrato uno schema semplificato
di LTC3882 che utilizza DrMOS come dispositivi a
blocchi di potenza e fornisce 1V @ 80A da un ingresso
nominale di 12V.
Margining della tensione di uscita
Spesso occorre marginare diversi rail su determinate
tensioni e controllare livelli di tensione di ognuno dopo
ogni fase di margining. Il DPSM consente di semplificare
e velocizzare questo processo. La figura 2 mostra in che
modo le tensioni di uscita di un LTC3882 configurato per
due uscite reagiscono a un comando di PMBus margine
basso 7,5%. L’uscita da 1V nominale va a 0,92V e l’uscita
da 1,8V nominale va a 1,66V. L’ampliamento di questa
caratteristica a 72 rail è possibile grazie a LTpowerplay
che facilita il processo di margining e la verifica delle
impostazioni della tensione.
Il Digital Power System Management
per applicazioni reali
Non è insolito che una scheda di sistema abbia più di
30 rail di potenza. Di solito le schede di questo tipo
sono densamente popolate e i circuiti del DPSM non
possono occupare molto spazio. Inoltre devono essere
facili da usare e in grado di controllare un numero
elevato di rail. Queste soluzioni devono operare in
modo autonomo o comunicare con un processore host
per funzioni di comando e controllo e fornire dati di
telemetria.
I dispositivi LTM4676, LTC2977, LTC2974, LTC3882,
LTC3883 di Linear Technology possono essere
combinati per controllare fino a 72 tensioni in un
solo segmento di un bus I2C. L’LTM4676 e l’LTC3882
gestiscono e generano fino a due rail ad alta corrente.
Fig. 2 – Lettura della tensione di uscita, con impie-
go del DPSM dell’LTC3882, con margining di VOUT
7,5% basso