摘要：本文介紹通過數字電源系統管理(DPSM)，簡化設計工程師對電源系統的設計、開發與監測等應用的工作，并且能夠快速實現產品可靠穩定的面世。

　　你有沒有覺得，現在到了該控制電源的時候了?如果沒有，你應該考慮一下，因為通過數字通信總線配置和監視電源的趨勢在日益增強。這常常稱為“數字電源”或“數字電源系統管理 (DPSM)”。在產生原型機、系統部署和現場運行時，這種方法使設計師能簡化和加速系統特征定義、優化以及數據挖掘。

　　在如今的新式電子系統中，無法了解穩壓器的狀況和工作狀態也許是尚存的最后一個“盲點”，因為人們通常沒有辦法直接配置或遠程監視穩壓器的關鍵工作參數。然而，要想可靠工作，檢測穩壓器隨時間變化或在過熱情況下的電壓漂移并在潛在故障事件發生之前采取行動是非常關鍵的。對這類系統采用 DPSM 方法可以監視電壓穩壓器的性能，報告穩壓器的健康情況，這樣就可以在穩壓器超出性能規格甚至發生故障之前采取糾正行動。DPSM 使用戶能根據從負載上和系統中收集的信息采取行動，可帶來以下好處：

　　● 產品更快上市：

　　a. 無需重新修改 PCB，就可改變電源參數
　　b. 快速完成系統特征定義、優化和數據挖掘

　　● 負載級好處

　　a. 隨時間和溫度變化控制電源準確度
　　b. 設定裕度以測試 FPGA 容限
　　c. 通過減載提高系統效率

　　● 系統級好處：

　　a. 以數字方式獲取板級電源診斷結果。
　　b. 監視和準確確定系統內部功耗
　　c. 故障管理 / 故障日志

　　● 對數據中心的好處：

　　a. 了解功耗趨勢，檢測隨時間變化而產生的波動和變化
　　b. 進行預測性分析，以最大限度地降低運行費用
　　c. 做出能源管理決策

　　新的 DPSM 產品往往支持通過 PMBus 等兩線接口進行配置和監視，PMBus 是一種開放并基于 I2C 標準的數字接口協議。這就為 DPSM 產品與現有嵌入式系統和架構、板載控制器 (BMC) 以及智能平臺管理接口 (IPMI) 功能的集成提供了途徑。就簡單性和易用性而言，尤其是在硬件開發和測試的最早階段，常見的情況是，通過運行在 PC 上的圖形用戶界面 (GUI) 和通過 USB 至 PMBus 通信轉換器工具 (稱為接口轉換板) 與 DPSM 器件互動。GUI 可以提供對關鍵工作參數的控制和監視，例如功耗、電壓、排序、裕度設置甚至故障日志記錄。

　　開發 PMBus 命令語言的目的是為了滿足大型多軌系統的需求。除了明確定義的一套標準命令，符合 PMBus 要求的設備還可以采用它們自己專有的命令來提供創新的增值功能。PMBus 的大部分命令和數據格式都實現了標準化，這對于生產這類系統板的 OEM 來說是一大優勢。PMBus 協議通過業界標準 SMBus 串行接口實現，可實現電源轉換產品的設定、控制和實時監視。命令語言和數據格式標準化允許 OEM 非常容易地進行固件開發和重用，結果是幫助系統設計師加快電源系統的上市進程。如需更多信息，請登錄 http://pmbus.org。憑借超過 75 種 PMBus 標準命令功能，用戶可以利用這一最流行的開放標準電源管理協議之一，對電源系統的運行進行全面控制。

　　DPSM 在什么情況下有意義

　　能用簡單的 PC 連接對模擬電源進行數字控制，對于在開發階段讓系統快速進入正常運行狀態尤其有價值。一個系統可能有多達 30 個負載點 (POL) 電壓軌，系統設計師需要能方便地監視和調節電源電壓，對電源電壓的上升 / 下降排序，設定工作電壓限制，讀取電壓、電流、溫度等參數，訪問詳細的故障日志。在這類系統中，要對電壓軌保持嚴格的控制同時實現最高性能，高準確度是極端重要的，

　　尤其是，數據中心的關鍵挑戰是降低總體功耗。這可以通過重新安排使用未充分利用的服務器以及根據所吸取的功率使其他服務器停機來實現。為了滿足這類需求，知道設備的功耗是必不可少的。DPSM 可以向用戶提供功耗數據，允許做出智能能源管理決策。

　　下面來看一個例子：保護昂貴的 ASIC 免于被可能的過壓情況損壞。高速比較器必須監視每個軌的電壓值，如果某個電壓軌超過了安全工作限制，就立即采取保護行動。當有故障發生時，憑借 DPSM，可以通過 PMBus 報警線路通知主機，而且相關電壓軌可以關斷以保護負載。實現這種程度的保護需要卓越的準確度和非常短的響應時間。

　　采用 DPSM 的原因是，它能提供準確的電源系統信息，還能自主控制和檢查很多電壓。凌力爾特有幾款數字電源產品，其中包括 LTM4676。