数字电源管理架构的探讨

随着电源技术的发展，数字电源管理技术越来越多地应用于各类系统中。当今的大多数系统除了主要的CPU、逻辑电路FPGA、DDR等数字芯片外，就只剩下电源管理芯片了，因此电源管理芯片的可控性和集成度就显得极为重要了，数字电源管理正是顺应了市场的这种需求。

数字电源管理的几种主要架构

随着电源管理技术的发展，数字电源管理逐步成为业界公认的发展方向，I2C/SMBus物理接口成为通用的标准数字电源管理接口，PMBus协议也成为通用数字电源管理协议。但是在不同的应用阶段和应用环境下，数字电源管理技术也衍化为几种不同的系统架构。

使用集中式的数字电源管理IC+模拟电源产品， 这种架构多见于几年前的设计。由于系统厂商对于电源监测和控制的需要，而数字控制式电源产品的相对稀缺，这种架构暂时可以满足系统设计厂商的需求，从而被广泛应用于各种高性能系统。这种架构的特点就是使用带有电压、电流采样的专用数字IC，对每个分立式的模拟电源的输入输出电压、电流等进行采样然后经过系统分析进行调节或者输出到主控IC。这种架构我们可以称之为集中式数字电源管理架构(图1)。这类方案的代表作为Linear Technology的LTC2978。

图1，集中式数字电源管理架构。

单个电源管理IC集成多路电源轨，系统主控IC通过总线对各个电源轨进行监控。这种系统架构也就是我们通常所说的PMIC架构。这种架构多用于小维型系统，例如手持设备等。这种系统一般情况只需使用单个PMIC来管理整个系统。系统主控IC通过PMIC的I2C/SMBus接口直接管理各个电源轨，达到高效和高集成度的目的。这类产品的代表作有Intersil公司的ISL9305H，这个产品在单个芯片中集成了两路开关稳压器和两路线性稳压器，使用I2C的标准接口与主控IC进行通信，达到高集成度和可控性的目的。

使用带有I2C/SMBus接口的专用数字电源产品，系统主控IC通过总线对各个分立式电源轨进行管理，这种架构的特点是使用通用的数字式电源管理产品，每个系统电源轨通过独有的地址连接到系统总线上，主控IC通过地址对相应的电源轨进行监测和控制。这类产品的代表作有Intersil的Zilker Labs数字电源产品系列(图2)。

图2，分布式数字电源管理架构。