OC/UC故障監控

對于為高值負載供電的電軌，可能需要保護負載，避免受過電流狀況的影響。LTC2974/LTC2975中集成了輸出電流監控器。專用硬件允許用戶配置通道，在監控器檢測到過電流或欠電流條件時關斷。這些器件提供電壓和電流監控功能，這意味著當輸出電壓或輸出電流超過用戶定義的限值時，通道將會關斷。電壓監控器和電流監控器組合集成在VOUT_EN邏輯內部。本文部分中的表1匯總了所有PSM管理器的這一功能。

圖18.I_OUT OC/UC故障/警告限值

故障監控器是具有用戶可調閾值的采樣比較器。該比較器每12.1 µs采樣一次，并允許用戶根據用戶定義的設置降低輸出噪聲。只有當故障持續出現多次，或者超出delay_count設置限值，才會觸發監控器。這本質上是一個基于時間的濾波器。delay_count可以設置為7，可以針對OC事件提供84 µs的去毛刺響應。這樣，在提示出現較寬脈沖的故障時，就不會檢測到這些窄毛刺。在負載和管理器之間插入任何RC濾波器都會增加額外延遲。該濾波器會減小毛刺幅度，但會延長監控器的響應時間。數據手冊建議的時間常數為開關頻率的十分之一，這段時間不是太長，不會導致通過濾波器的延遲比監控器響應時間長得多。對于需要快速OC響應的靜音電源，可選擇200 Ω/10 nF或2 µs延遲。對于高噪聲電源，1 kΩ/0.1 µF RC會導致100 µs延遲。這個延遲可能看起來很長，但它比ADC讀數更快，后者可能約為100 ms。

欠壓監控將檢測輸出中的低電流和反向電流問題。低電流狀態是輕負載下的典型狀態，不應出現UC故障。但是，測量的輸出電流值包含負值。雖然通常不使用欠電流監控，但可以通過將IOUT_UC_FAULT_LIMIT設置為負值，用它來檢測反向電流條件。要禁用UC故障檢測，將IOUT_UC_FAULT_RESPONSE設置為忽略，將IOUT_UC_FAULT_LIMIT設置為較大的負值。默認設置為–1 A。

雖然LTC2971/LTC2972不提供OC故障檢測，但該器件具有OC警告功能，會根據ADC輸出電流測量值拉低alertB。警告會拉低alertB，并更新STATUS_IOUT寄存器?；贏DC的讀數會導致響應更慢，并通過硬件引腳和PMBus^®寄存器用作狀態指示器?？梢詫lertB連接至CONTROL引腳，以關斷該通道?；蛘呶⒖刂破骺梢酝ㄟ^聲明中斷來響應alertB，并驅動CONTROL引腳或發出PMBus命令來關閉通道。將alertB連接至CONTROL的缺點是任何警告或故障都會關斷該通道。

使用LTC2971/LTC2972/LTC2974/LTC2975上的T_SENSE引腳來補償電感DCR時，可通過溫度監控來關斷通道。過溫故障、警報限值和故障響應可以逐通道調整，以適合應用需求。也就是說，它可以用于關斷單個通道，不是一種全局（整個芯片）設置。

電流回讀L11格式

從PSM器件回讀的十六進制值采用L11格式。無論是讀取LTC2977（ADC高分辨率模式）上的READ_VOUT寄存器，或是讀取LTC2975/LTC2974/LTC2972/LTC2971上的READ_IOUT寄存器，L11格式都是一種符號值，包含5位指數和11位尾數。

L11格式支持電流測量的極性。它是一種符號格式，允許READ_IIN和READ_IOUT寄存器向系統主機提供有關電流方向的信息。LTC2974/LTC2975提供輸出電流的欠電流閾值。負值可用來關斷吸收過多反向電流的通道。

關于L11格式，有一點需要注意，就是粒度。LTC2971/LTC2972/LTC2974/LTC2975數據手冊顯示了一個表，其中列出了各種電流范圍內的READ_IOUT值的粒度。其中有一個固有粒度，這是因為L11十六進制格式，而不是受器件的ADC或任何其他硬件限制。表中還列出了MFR_READ_IOUT粒度，可用于比較。MFR_READ_IOUT值是一種自定義格式，提供更高的分辨率，在高于2 A時具有2.5 mA粒度。限制范圍為±81.92 A。如果板主機CPU/FPGA需要將L11轉換為浮點，它可以向任一寄存器發出讀取請求。READ_IOUT寄存器在電流低于2 A時分辨率更高，且沒有81.92 A限制，但MFR_READ_IOUT值將解析為最接近的2.5 mA。

編程PSM器件和LTpowerPlay

與整個LTC297x器件系列一樣，對PSM器件進行編程并成功首次啟動硬件是非常有益的。使用LTpowerPlay是非常簡單的方法。LTpowerPlay可以免費下載，并在Windows^®上運行。該軟件有一個內置的編程工具，它可以獲取您保存的配置數據，并將其寫入器件的EEPROM。上電啟動后，芯片自動從EEPROM加載其RAM，并準備自動運行。

無論您是LTpowerPlay新用戶還是高級用戶，都可以使用LTpowerPlay基于軟件的電源配置和調試工具來學習如何配置、設計、評估、診斷和調試。如果您不打算使用LTpowerPlay進行編程或提供遙測，下載Linduino C代碼示例是另一種解決方案。LTSketchbook壓縮文件中提供了代碼示例。

圖19.LTpowerPlay是一款功能強大、基于Windows的開發環境，支持ADI公司的數字電源系統管理(PSM)產品

創建.proj文件的檢查清單：

?        確保每個PSM器件在PMBus上有的地址（硬件綁定）。

?        在每個輸出通道上設置IOUT_CAL_GAIN。

n 這是R_SENSE、電感DCR，或計算得出的I_MON值。

?        在測量輸入電源電流(LTC2971/LTC2972/LTC2975)的每個器件上設置IIN_CAL_GAIN。

?        設置與溫度相關的配置（例如MFR_IOUT_CAL_GAIN_TC、MFR_IOUT_CAL_GAIN_TAU_INV、MFR_IOUT_CAL_GAIN_THETA）。

?        設置IOUT_OC_FAULT_LIMIT和IOUT_OC_FAULT_RESPonSE (LTC2974/LTC2975)。

?        設置IOUT_UC_FAULT_LIMIT和IOUT_UC_FAULT_RESPonSE (LTC2974/LTC2975)。

?        提示：使用LTpowerPlay中的配置向導來簡化文件生成過程。

總結

ADI的DPSM LTC297x器件是混合信號PMBus IC，可測量和監控電源電流。本文展示了各種檢測方法，其中包括電阻分流、電感DCR和I_MON。通過以OC/UC故障監控的形式提供另一種級別的保護，為該系列的功能集添加了電流測量功能。這些器件使任何電源具有監測、監控和測量電壓和電流的能力。對于高值供電軌，這些特性非常有用。LTC297x提供配置器件的PMBus寄存器的能力，讓您在設計階段的任何時點都能更靈活地更改電路板設計，甚至將電路板部署到現場之后也能更改。