可擴展性的優(yōu)點:從彼得·帕克(Peter Parker)到引腳復(fù)用
發(fā)布時間:2020-06-11 來源:德州儀器產(chǎn)品銷售工程師 Vikram Sundaram 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】通常情況下,蜘蛛俠在尋找可攀附的建筑物時,可擴展性是考量的重要因素。雖然供電設(shè)計并非典型的超級英雄配備,但設(shè)計的可擴展性往往與滿足設(shè)計的需求同樣重要。而要達到設(shè)計靈活,最有效途徑莫過于選擇可擴展性的系列裝置。
所謂可擴展性的系列裝置,意指各裝置的引腳對引腳兼容,且系列中每項裝置接腳相同,如圖一所示,換言之,若您需要將額定電流10A的器件更換為額定電流為20A 的器件,只需移除 10A 裝置,再裝上 20A 裝置,不需重組或大幅更動電路板配置;亦可繼續(xù)運用同系列裝置的各項特性,如外部零組件數(shù)量少、可堆疊性與PMBus協(xié)定等。總而言之,可擴展性的系列產(chǎn)品,服務(wù)更廣泛,而非僅限一兩個應(yīng)用。
圖一:可擴展性的引腳對引腳裝置范例
蜂鳴!額定電流過高!
在設(shè)計中采用堆疊配置,可擴展性會更加有利,因為高電流應(yīng)用(>80 A)通常無法使用單個集成電路(IC)進行維修,若具備可堆疊性,即可將多件DC/DC轉(zhuǎn)換器并聯(lián),從而構(gòu)成一個具有綜合輸出額定值的多相位變壓器解決方案,其總額定輸出電流為堆棧芯片額定電流之總和。例如,若堆棧 10A 器件及 20A器件,負載點即可處理 30A的電流 。此種應(yīng)用一般需要一個DC/DC控制器及多路功率級,但堆疊配置能將兩項及以上的變壓器輸出綁在一起,縮小整體設(shè)計面積,如圖二的標準架構(gòu)使用三個IC,而可堆棧架構(gòu)只用兩個IC。
圖二:標準與堆疊配置的面積比較
相較于單一IC,堆疊配置可以實現(xiàn)更大的散熱,因為熱量分布在多個元件上。可堆疊性還可以降低成本,因為低等級的電感器的成本比單個IC中的高等級電感器的成本低。您可以在一個可擴展系列的堆疊中混合匹配部件,這種易于互換的特性可以更有效地滿足負載點需求。
強力帶來卓越的引腳復(fù)用能力
DC/DC 轉(zhuǎn)換器的可擴展性可以在通過引腳復(fù)用或 PMBus配置元件時,保留外部元件數(shù)量,以備需求變化時使用。例如,引腳復(fù)用可以讓設(shè)計師通過在適當引腳位置放置不同的電阻配置來選擇內(nèi)部補償元件。使用具有內(nèi)部補償及可擴展性的系列產(chǎn)品,如 TPS546A24A、 TPS546B24A 、 TPS546D24A 等則不需要額外工作,因為各器件之間的電阻配置是相同的。即使最終更換了IC,也可以簡單地重置引腳復(fù)用配置。
從圖三可見,即使選擇的配置發(fā)生改變,引腳復(fù)用也未必會增加外部元件數(shù)量;當采用引腳復(fù)用功能在兩個不同的開關(guān)頻率之間切換時,只需要簡單地改變其中一些電阻值
圖三: 用兩種不同的引腳復(fù)用配置來改變TPS546D24A的 開關(guān)頻率
這種優(yōu)勢還可以擴展到 PMBus 轉(zhuǎn)化器,若設(shè)計的成敗取決于能否接收故障通報或電源正常信號(PG),則所有系列產(chǎn)品皆可具備這些功能;對于可堆疊的 PMBus 兼容元件、一個元件充當堆棧的主元件,子元件會根據(jù)主元件接收到的命令運行。
拯救世界(或拯救設(shè)計流程)
通過在當前的額定值上進行擴展,和可堆疊性實現(xiàn)混合匹配,并預(yù)留外部元件數(shù)量,通過使用可擴展部件帶來更多通用性。若當前的引腳復(fù)用配置或器件不符合負載點,只需更換電阻或改用同一系列產(chǎn)品內(nèi)其他元件即可。
您可選擇消耗大量時間來重新設(shè)計細節(jié),或讓一個可擴展的家族為你量身定做。即使是托尼·史塔克(Tony Stark),也不會在每次制作新的鋼鐵俠戰(zhàn)衣時,重新設(shè)計電弧反應(yīng)堆,不然他怎么會有時間去拯救世界呢?
其他設(shè)計資源:
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