直流电源管理子系统设计

图6：充电泵IC通过利用开关网络对两个或更多的电容进行充放电来提供DC/DC电压转换功能。C1电容对C2电容反复充电，C2保持电荷并对输出电压滤波。

数字电源控制

数字电源控制使得控制、监视和维护电源管理子系统成为可能。这种控制可以用Power-One公司的Z-One技术实现，也可以用电源和半导体公司联盟开发的电源管理总线(PMBus)标准规范实现。Z-One系统允许单个数字电源管理器集中控制分布式负载点电源稳压器。

PMBus特性与Z-One技术类似。它这是一个开放标准，定义了用于控制电源转换器件的数字通信协议。PMBus允许工程师根据一套标准的命令集配置、监视和维护电源转换器。

设计工程师可以利用PMBus命令设置电源的工作参数、监视电源运行，并根据故障或工作告警执行校正措施。设置电源输出电压的能力允许通过重新编程使相同硬件输出不同的电压值。PMBus系统的监视和维护能力还进一步增强了电源系统的可靠性和可用性。

在具体应用时，PMBus协议还可以支持多电源的电源管理产品，并且OEM商能够使用一套标准的命令集控制兼容的电源转换器。

附电源管理术语

漂移：在固定线路电压、负载和环境温度下随时间而改变的直流输出电压变化。

效率：在指定负载电流和标称线路条件下输出对输入功率的比值(百分比)(POUT/PIN)。

保持时间：在输入电源丢失的情况下电源输出电压值保持在规定范围内的时间。

浪涌电流：在功率开关导通时电源输出的峰值瞬时输入电流。

国际标准：规定了电源的安全要求和允许的电磁干扰等级。

隔离度：电源输入和输出端的电气隔离，单位伏；非隔离电源在输入和输出之间有一直流通路，而隔离式电源采用变压器消除了输入与输出之间的直流路径。

线性调整率：由于交流输入电压变化而引起的直流输出电压变化值，单位±mV或±%。

负载调整率：由于负载变化(从开路到最大额定输出电流)引起的直流输出电压变化值，单位±mV或±%。

余量：系统测试时可以临时改变输出电压，该值规定了偏离标称值的百分比数。

噪声：电源输出可能包含了由于寄生电容充放电引起的短暂高频脉冲；这种噪声会影响电源总的瞬时输出电压，也可能耦合进邻近电路，特别是模拟电路。

过流：这种故障模式会引起大于规定值的负载电流；过流受限于电源内阻和最大电流能力；它会损坏电源。

过温：温度超过了电源的规定极限值；这种情况必须加保护措施，否则会造成电源故障；许多电源包含过温保护电路，当温度超过规定极限值时会关闭电源。

过压：一种故障模式，此时输出电压超过了规定的直流门限；过高的电压会破坏负载电路；为了减少这种风险，许多电源采取了过压保护措施。

PARD(周期性和随机偏差) ：在规定带宽内测到的所有纹波和噪声分量总和，用峰峰值或rms值表示。

功率因数：交流电路中实际输入功率(EI cos)与视在功率(Erms Irms)的比值，是cos函数值，用百分比或小数表示。

冗余度(N+1)：电源采用并联方式，当一个发生故障时，其它电源能继续向最大负载提供足够的电流。

遥控开/关：电源的内部电压检测输入端，可以旁路它的输出，并直接连接到负载；检测输入端可校正在电源输出和负载之间发生的任何电压下降。

纹波：在电源直流输出上叠加的由于开关和滤波引起的交流频率分量；通常可以用额外的输出滤波电容减少纹波。

软启动：在电源打开时可降低浪涌电流。

跟踪：控制两个电源的输出电压，使它们在加电、断电和稳态工作时相互影响，并不超过规定值。

瞬态响应：电源对负载电流快速变化的响应能力；响应必须足够快才能保证输出电压保持稳定。

欠压死锁(UVLO)：当输入电压上升并达到打开门限时打开电源，当输入电压下降并低于关闭门限时切断电源。