利用数字电源系统管理降低数据中心的功耗

LTC3880/-1可编程控制参数包括输出电压、裕度调节、电流限值、输入和输出监控限值、上电排序和跟踪、开关频率、识别及可追溯性数据。片内精准数据转换器和EEPROM允许收集稳压器配置设定值和遥测变量值，包括输入和输出电压及电流、占空比、温度以及故障记录，并对这些设定值和变量进行非易失性存储。下面的表1罗列了可采用LTC3880/-1 进行编程的一些参数、其高分辨率、遥测回读能力和替代解决方案。

表1：某些LTC3880/-1 可编程参数以及遥测回读能力和准确度

LTC3880/-1的配置可以很容易地通过器件的I2C串行接口保存到内部EEPROM中。由于配置存储在芯片上，所以该控制器可以自主上电，而不会增加主处理器的负担。输出电压、开关频率、相位和器件地址的缺省设置可以选择通过外部电阻分压器进行配置。多种设计可以非常容易地在固件中校准和配置，以为一系列应用优化单个硬件设计。

模拟控制环路

LTC3880/-1是一款适合众多功能(例如：输出电压、电流限制设定点和排序等等)的数字式可编程DC/DC控制器，但它具有一个旨在实现最佳环路稳定性和瞬态响应的模拟反馈控制环路，而没有数字控制环路的量化效应。

图2示出了采用模拟反馈控制环路和数字反馈控制环路时，控制器IC内部不同的斜坡曲线。模拟环路具有一个平滑的斜坡，而数字环路则类似于一个阶跃函数——这会引起稳定性问题、减缓瞬态响应速度、并在某些应用中导致需要增加输出电容，而且，数字环路的量化效应将造成输出纹波增大。

图2：LTC3880 的模拟控制环路与数字控制环路的比较

LTC3880 的模拟控制环路的优点之一是它能够采用比数字控制环路替代方案小50% 的输出电容，而且稳定性更佳(实现稳定所需的时间较短)。此外，数字控制瞬态响应在稳定之前还会出现振荡，这是由于量化效应及其ADC 分辨率的局限性所造成的。图3示出模拟控制环路与数字控制环路的瞬态响应之比较。

图3：25A 阶跃时模拟控制环路与数字控制环路的瞬态响应比较(对于一个工作频率为400kHz 的12VIN至1.2VOUT DC/DC 转换器)

此外，因ADC、数字补偿器和数字PWM 而产生的数字控制环路量化效应还将给输出纹波增加额外的电压(取决于ADC 的分辨率和环路设计)。与此相反，模拟控制环路则不存在这种额外的输出纹波电压。

编程LTpowerPlay软件和GUI

LTC3880 得到了具有易用型图形用户界面(GUI)的LTpowerPlay软件开发系统的支持。图4中给出的GUI截屏图示出了多项功能的控制方法，例如：输出电压、保护限值、接通/关断斜坡以及少量的波形(包括多个电源轨的排序及遥测曲线)。这款强大的GUI 软件可从凌力尔特公司的网站免费下载，并能与其他的凌力尔特转换器和监控器件配合工作，以轻松快捷地开发多电压轨系统。

图4：LTpowerPlay的GUI截屏图

结论

数字电源的主要优点之一是具备预知电源系统故障并启动保护性措施的潜力，这得益于实时遥测数据的提供。也许最重要的一点是：具有数字管理功能的DC/DC 转换器将使得设计人员能够开发出“绿色”电源系统，此类电源系统可满足目标性能、且能够通过重新编排工作流程并将某些任务转移至那些工作量不足的服务器(从而可将其他的服务器关断)来确定何时降低总功耗。由于在负载点、电路板、支架、甚至安装级上的能源使用量极少，因而有助于降低基础设施成本以及产品生命周期中的总拥有成本。

数字电源系统管理的另一个优点是能够减低设计成本和加快产品的上市速度。通过采用一种具直观的GUI集成开发环境，可以高效地开发复杂的多轨系统。此类系统还通过利用GUI(而不是焊接装配)进行调整而简化了在线测试(ICT)和电路板调试。

关于数字电源的定义及其优点，如今的情况变得让人迷惑不解。因此，数字电源的潜在用户有必要就其希望实现的目标以及数字电源系统管理的优点是否适合其产品和客户而做好调查。他们必需确定自己所选择的公司拥有高性能的模拟器件、广受欢迎且易于使用的软件包、以及一支受过良好教育、愿意为客户提供所需帮助的技术支持队伍。幸运的是，这样的公司是存在的.