数字电源管理芯片——ADM1041系列电源管理芯片
0赞对电源管理芯片来说,其主要目标是实现系统电源的管理功能,最简单的就是一个变压器了,将输入电压调节成为需要的输出电压。稍微复杂一点是就有控制电源芯片何时能够正常工作的控制功能。在查找到ADI的ADM1041相关资料后对电源管理的理解又有了进一步的认识。接下来分享下相关的资料和认识。
接下来一段话是摘自ADI官网关于数字电源管理的一段话:“Analog Devices,Inc.(简称ADI)的数字电源管理产品面向AC-DC以及隔离式DC-DC电源OEM,专门针对该市场需要而设计。这些器件极其灵活,提供I2C接口,能够“实时”报告电源系统的关键参数数据,并且可通过易于使用的图形用户接口(GUI)工具进行编程。无编程经验的电源设计工程师可以使用GUI监控并快速调整电源功能,如频率、时序、电压设置和保护限值等。在终端系统实施中,这些产品可帮助系统集成人员优化电源能效,同时缩短设计周期并实现智能电源管理系统。”从中可以了解到数字电源的管理包括了许多方面,通过编程接口换可以对其内部进行编程调节。
对于ADM1041来说,它是一款专门针对于减少外围器件和手动校准以及调整的副边控制和管理的芯片。接下来分享下查找到的一些相关资料。这款芯片最主要的应用是为N+1 冗余的服务器电源系统的单个输出提供电压控制、均流以及内部管理功能。ADM1041A 是在5V CMOS 工艺上制造的,结合了数字和模拟电路。内部的EEPROM 为定时和电压的调整以及各种功能的选择提供了更多的灵活性。编程是通SMBus 串行接口实现的,同时这个接口能够与微处理器和控制器进行通讯。这款芯片通常配置在单个输出电压轨。芯片的输出能够或联接或者并联在总线上,可以通过微处理器读取。在这款芯片的特点是支持OrFET电路以满足高效率和功率密度的要求。下图是典型的应用原理图。

原边电路没有详细描写,重点在电源的副边。ADM1041A控制电源的输出电压到设定的编程值。这个可编程的值在电源设计过程中就决定了,可以通过串行的接口进行数字调整。通过串行口,同样可以数字调整校准电流和限流值以及内部的时序规格。控制环由很多部分组成,最显著的是环路的输入和输出。ADM1041A的环路输入决定了应该调整哪些因素以保持稳定输出。为了保持输出稳定,ADM1041A采用了三个主要的参数输入:远端电压检测,负载电流检测和均流。在这个例子中,通过检测电阻上的电压值来检测电流,然后反馈给ADM1041A。远端和本地电压检测是通过VS+和VS-引脚实现的,最后均流信息通过电流总线反馈回来。这三个参数综合起来生成控制信号VCMP,通过光耦环路与原边PWM控制器闭合起来。ADM1041A还有关键的特点就是OrFET控制,从而减少了在OR'ing二极管上的能量损耗。冗余FET控制的主要功能是如果在稳态过程中发生错误时,比如滤波电容或者整流故障引起短路时,能够断开电源和负载的连接。这就消除了拉低其他冗余电源的负载电压的风险。在短路的情况下,在冗余FET上产生一个反向电压,ADM1041A能够检测到这个反向电压并通过FG引脚关闭冗余FET。这个操作能过避免输出电源总线上的干扰,然后ADM041A通过串行接口来判断是什么原因导致了供电的关闭。
这个应用电路同时验证了电源的温度如何被检测的。一个热阻连接在VDD和MON2引脚之间,热阻上的压降会随着温度改变,MON2的输入可以被编程,当电源过热时,以生成一个标志位,使得系统能过开启一个风扇来调节电源的温度。
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