精準監控電流/電壓 數字電源管理看俏

數字電源系統管理技術將成為提高半導體元件能源使用效率的重要關鍵。過往工程師在開發電子元件時若須調整元件電源效率，往往須大費周章調整電路板，因此業界提出數字電源系統管理（Digital Power System Management， PSM）技術，協助元件開發商在短時間內以數字介面監測、修改元件參數（Parameter），以提高元件能源使用效率。

　　

　　凌力爾特微型模組電源產品行銷經理Afshin Odabaee指出，數字電源管理技術
將有助於資料中心廠商精準監控電力使用情形，不僅可
節省額外電費，更可以避免電力系統失效時所產生的巨大損失。

　　凌力爾特（Linear Technology）μModule電源產品行銷經理Afshin Odabaee表示，伺服器從元件、電路板至系統整體的耗電變化已成為資料中心可靠度的重要指標，不過，要減少整體電力消耗則須精準觀察每個層級的用電量。數字電源系統管理技術能透過數字匯流排（Digital Bus）提供設計人員重要的電源相關數據，包括負載電流、輸入電流、輸出電壓、運算電力消耗、整體效率以及其他電源管理參數等。

　　Odabaee進一步指出，與傳統負載點（Point of Load， POL）轉換器相較，數字電源系統管理技術能提供三大優勢，包括電壓優化（Voltage Optimization）、動態控制電壓輸出以及系統級的電力監控。

　　關於電壓優化特色，Odabaee分析，由於電壓輸出精準度對特定應用積體電路（ASIC）及現場可編程閘陣列（FPGA）供電而言至關重要，但傳統電源供應輸出電壓在溫度變化時容易產生飄移（Drift），並可能破壞整體設計。數字電源系統管理技術則能持續地以高精度及可靠的類比數字轉換器（ADC）量測電壓輸出情形。與此同時，時間伺服迴路（Time Servo Loop）將自動調整修正數字類比轉換器（Trim DAC）值，消除輸出電壓偏移情形，改善供電精準度。

　　另一方面，數字電源系統管理技術還能動態控制輸出電壓。傳統電源供應電壓通常係固定的，且無法簡單地改變；數字電源系統管理方案將可透過雙線（2-wire）數字介面，調整1毫伏特（mV）以下的電源變化，工程師可輕鬆地以此調整系統效能、最小化能源浪費。

　　事實上，數字電源系統管理技術最重要的功能係系統級電源監控。傳統電源供應方案中，電源監控功能往往被分開放至直流對直流（DC-DC）穩壓器 （Regulator）上，僅有部分過電壓/低電壓（OV/UV）以及過電流（OC）錯誤可被偵測並傳送至主控制器中；數字電源系統管理技術的電源監控則係內建功能且可編程。當以數字電源系統管理技術管理電源供應情形，可計算上述電壓/電流錯誤與高精度電壓、電流及溫度等變化關聯情形，並儲存於內部非揮發性記憶體，以進一步除錯並分析根本肇因。

　　凌力爾特最新μModule降壓DC-DC穩壓器--LTM4676已導入數字電源系統管理技術，在16毫米（mm）×16毫米×5.01毫米的球閘陣列 （BGA）封裝中，整合雙組類比控制迴路、精密混合訊號電路、電子式可清除可編程唯讀記憶體（EEPROM）、功率金屬氧化物半導體場效電晶體 （MOSFET）、電感和支援零組件，可彈性調整電源供應情形，提供能源使用效率。