發布日期：2022-04-20 點擊率：33
在之前應用中，，有很多關于PMBus ? 的好處以及 PMBus負載點解決方案如何獲得這些好處的討論。但是，需要多相轉換器的真正大電流 ASIC 內核軌呢？
企業服務器和交換機、存儲連接網絡、基站和 FPGA 測試儀是使用大電流 ASIC、DSP、FPGA 和 DDR 內存芯片的終端設備的例子。這些應用需要高達 100A 或更高的輸出電流。多相轉換器是這些高電流的理想解決方案，因為它降低了輸入均方根 (RMS) 電流（需要更少的輸入電容器）并降低了輸出紋波電流（需要更少的輸出電容器）。此外，多相轉換器可實現更快的負載瞬態響應（需要更小的電感器），同時實現更好的熱分布和更高的輸出功率容量（參見圖 1）。
圖 1：具有交錯異相（多相）降壓級的多相電壓調節器。
由于紋波電流交錯，輸入和輸出電容器的尺寸和成本都大大降低，因為每相的輸入和輸出紋波電流相互抵消（見圖 2）。
圖 2：多相穩壓器輸入/輸出紋波電流消除。
多相轉換器設計的主要挑戰之一是如何保持和保證每相的電流共享（也稱為電流平衡），不僅在穩態（輸出電流需求沒有重大變化），而且在動態狀態（在負載瞬變） 。
平均電流不平衡是電流感應環路的結果，來自：
· 電流檢測放大器失調差
· 電流檢測誤差放大器增益差
· 電流傳感元件容差（電阻器、電感器直流電阻或 MOSFET Rds(on)
· 具有均流總線的架構的失配貢獻率
· 單個相的熱/溫差
動態電流不平衡也是多種因素的結果：
· 阻抗差和電流共享環路帶寬限制
· 電流檢測網絡電阻電容 (RC) 容差 - 各個相位的 RC 不同
· 動態負載
· 動態相脫落/添加
電流不平衡的影響，尤其是在負載瞬態期間可能非常嚴重，并且可能使電感器飽和，從而導致電源過熱和崩潰。缺乏嚴格的相間電流平衡迫使電源工程師過度設計每相中的電感器以適應吸收的額外電流，這反過來又使電源體積更大、成本更高（參見圖 3）。
圖 3：負載瞬態期間的多相穩壓器相位不平衡——無紋波消除。
TPS53647是一款大電流、多相、降壓控制器，采用 TI 的專利 AutoBalance 相間電流平衡技術，消除了工程師的這一難題。
TPS53647是一款大電流、多相降壓控制器。該設備提供內置非易失性存儲器（NVM）和PMBus接口。它與NexFET功率級（CSD95372BQ5MC）兼容。TPS53647提供8位啟動電壓選擇，涵蓋從0.5 V到2.5 V的輸出電壓，步長小至5 mV，非常適合具有精確輸出電壓設置的大電流應用。先進的控制功能，如D-CAP+架構（帶下沖減少（USR）和超調減少（OSR））提供快速瞬態響應、最低輸出電容和高效率。TPS53647還提供了新穎的相位交錯策略和動態相位切換，以提高輕負載時的效率。此外，TPS53647支持與電壓、電流、功率、溫度和故障狀態遙測系統的PMBus通信接口。一些配置可以通過pinstrap或PMBus進行編程，并存儲在非易失性存儲器中，以盡量減少外部組件數量。
均流的基本機制是感測平均相電流，然后調整每相的脈沖寬度以均衡每相電流。借助 AutoBalance 技術，電流被放大、過濾并與平均電流進行比較。在每個導通時間，參考電壓（DAC 電壓）都會被調整一個等于 K 因子乘以相電流減去平均電流的電壓。濾波非常輕，平衡電流的整個系統響應小于 25us。 這種濾波可以實現非常嚴格的相間電流平衡（參見圖 4）。此外，由于設計工程師非常準確地知道每相將承載的電流，因此他可以靈活地在每相中使用更小的電感器，從而獲得更小、更可靠且成本更低的多相電源。
圖 4：TPS53647 AutoBalance 相電流共享。
TPS53647 還可用作完整的 PMBus 4 相無驅動 PWM 控制器，可通過非易失性存儲器或廣泛的電阻器引腳綁定進行配置設置。PMBus 接口提供電壓、電流、功率、溫度和故障條件的遙測。
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