Digitális energiagazdálkodási technológia és alkalmazás
Ez a cikk bemutatja a digitális tápegység alapvető jellemzőit, a digitális tápegység előnyeit az analóg tápellátáshoz képest és a digitális energiagazdálkodás fő tartalmát, valamint bemutatja a digitális energiagazdálkodási technológia alkalmazását.
Az integrált áramkörök új generációja 3,3 V, 1,8 V vagy még ennél is alacsonyabb tápfeszültséget igényel. Egyetlen eszköznek több feszültségre van szüksége az áramellátáshoz, és az áramigény nagy, és a feszültséget a megfelelő időzítéssel kell rákapcsolni az eszközre. Az ezeket az eszközöket tápláló feszültségeket a kártyán kell előállítani (lehetőleg az eszközök közelében), hogy minimalizáljuk a feszültségesést és stabilizáljuk a feszültséget. A nagy teljesítményű DC/DC konverterek széles tartományú bemenetre alkalmasak, és szigetelt tápegységként vagy nem szigetelt terhelési pont konverterként is használhatók. Ezért a legtöbb fedélzeti áramellátó rendszer DC/DC átalakító modulokat alkalmaz a tápegység fő elemeként. Teljes és egészséges energiarendszer azonban nem építhető fel energiagazdálkodási áramkörök nélkül. Az energiagazdálkodás tartalma a következőket tartalmazza: energiarendszer-felügyelet, szekvenálás és nyomon követés, felügyelet és hibabiztos. Az energiagazdálkodási eszközök olyan funkciókat kezelnek, mint a közös üzemmód elutasítása, az indítás korlátozása, az indítás és a leállítás vezérlése, sőt a teljesítménytényező korrekciója is a bemeneten. A kimeneti oldalon konfigurált energiagazdálkodási eszköz vezérli az indítási sorrendet és a kimeneti feszültség szabályozását, és megfelelő hibavédelmet biztosít túlfeszültség- és túláram esetén. 1. ábra Energiagazdálkodási eszközök alkalmazásvédelme izolált AC/DC áramellátó rendszerekben. Minden lényeges funkcionális áramkört le kell választani a főáramkörről.
A digitális energiagazdálkodási technológia és alkalmazás részletes ismertetése
a
A dedikált digitális energiagazdálkodási eszközök költsége, fejlesztési ciklusa és megbízhatósága nagyobb előnnyel bír, mint az általánosan használt analóg áramkörök vagy mikrokontrollerek, programozható logikai eszközök és egyéb módszerek. A digitális energiagazdálkodási eszközök új generációja olyan gyors ADC-t integrál, amely képes megfelelni a valós idejű megfigyelési követelményeknek, így gyorsabban képes tükrözni a hibákat, mint egy általános célú mikrokontroller chipen kívüli ADC-je. A felügyeleti adatok az I2C vagy PMBus buszon keresztül jutnak el a tápegység fő vezérlőjéhez a pontos feszültségszabályozási beállítások, hibavédelem és egyéb funkciók elérése érdekében. A belső óra lehetővé teszi a hibanaplózást. A többkimenetes táprendszer esetében a digitális tápellátás fővezérlője a busz interfészen keresztül valós időben olvassa ki az egyes kimenetek felügyeleti adatait az egyes kimeneti terminálok felügyeleti eszközeiről, megvalósítva az energiarendszer átfogó felügyeletét. A szoftverterv jóváhagyása után ugyanazok a forrásfájlok és konfigurációs fájlok használhatók a tervezés összes termékéhez, és a teljesítmény egységenként egységes, míg az analóg áramkörök teljesítménye eltérő lesz magukban az összetevőkben lévő különbségek miatt.
A hagyományos energiarendszer-kezelő áramkörök, amelyek analóg áramkörökre támaszkodnak az energiagazdálkodás megvalósításához és különféle paraméterek beállításához erősítőkön, komparátorokon és RC időkésleltetéseken keresztül, már nem olyan kiválóak, mint a digitális energiagazdálkodási eszközök. A tervezés elmélyülésével a paraméterek változásával már nem változnak az alkatrészek, és az áramköri lapot sem kell ismételten újra feldolgozni. Speciális digitális energiagazdálkodási eszköz használata, amely lehetővé teszi a konfigurációs szoftver számára a működési paraméterek beállítását. A tervezés során végrehajtott változtatások hardver változtatások nélkül, könnyen megvalósíthatók szoftveresen. A konfigurációs szoftver csak néhány paraméter beállítását követeli meg a tervezőtől. Az összes paraméter beállítása után letölthetők a digitális energiagazdálkodási eszközre az I2C porton keresztül a programozás letöltési sorával. A 2. ábra egy tipikus energiagazdálkodási eszköz belső funkcionális egységeinek blokkvázlata.
A digitális energiagazdálkodási technológia és alkalmazás részletes ismertetése
Az új generációs integrált áramkörök a speciális energiagazdálkodási integrált áramkörök alkalmazásán túl az energiaellátó rendszerek felügyeletében az energiafogyasztást csökkentő funkciókat és a részleges energiagazdálkodást is kiegészítették saját kialakításukban, digitális teljesítményt és digitális energiagazdálkodást biztosítva. eszköz kommunikációs interfész. Ez a felső kategóriás digitális processzorokban is megmutatkozott. A digitális processzor, a DC/DC konverter és a digitális energiagazdálkodási egység közötti kommunikáció révén a processzor automatikusan be tudja állítani a szükséges tápfeszültséget az aktuális feldolgozási sebességének és a feladat intenzitásának megfelelően. A digitális tápegység és energiagazdálkodási egység több regisztert tartalmaz. A processzor által igényelt feszültség változása esetén a buszon keresztül új adatokat kap a megfelelő regiszterek konfigurálásához, vagy a digitális tápegység belső programjának keresőtáblájában megtalálja a megfelelő beállítási értékeket. Ez a fajta séma a szigorú energiafogyasztási követelményeket támasztó területeken az általános alkalmazássá válik. A belső részegységekhez külön tápegységekkel rendelkező processzorok esetében a készenléti vagy alvó állapotban lévő funkcionális egységek teljesen kikapcsolhatók, ami tovább csökkenti az energiafogyasztást, de magasabb követelményeket támaszt az áramellátás kezelésével szemben. Nemcsak a kimeneti portok nőnek, hanem a különböző portok beállítása és felügyelete is jelentősen megnöveli a program összetettségét a digitális energiagazdálkodási egységben. A processzoron belüli hardverteljesítmény-monitor a legalacsonyabb tápfeszültséget tudja biztosítani meghatározott időn belül. A monitor információi közvetlenül a processzor belsejéből jönnek, így a felügyeleti rendszer zárt köre teljes egészében a processzorchip belsejében van, megvalósítva az energiagazdálkodás SOC tervezését.
