OC/UC故障监控

对于为高值负载供电的电轨，可能需要保护负载，避免受过电流状况的影响。LTC2974/LTC2975中集成了输出电流监控器。专用硬件允许用户配置通道，在监控器检测到过电流或欠电流条件时关断。这些器件提供电压和电流监控功能，这意味着当输出电压或输出电流超过用户定义的限值时，通道将会关断。电压监控器和电流监控器组合集成在VOUT_EN逻辑内部。本文部分中的表1汇总了所有PSM管理器的这一功能。

图18.I_OUT OC/UC故障/警告限值

故障监控器是具有用户可调阈值的采样比较器。该比较器每12.1 µs采样一次，并允许用户根据用户定义的设置降低输出噪声。只有当故障持续出现多次，或者超出delay_count设置限值，才会触发监控器。这本质上是一个基于时间的滤波器。delay_count可以设置为7，可以针对OC事件提供84 µs的去毛刺响应。这样，在提示出现较宽脉冲的故障时，就不会检测到这些窄毛刺。在负载和管理器之间插入任何RC滤波器都会增加额外延迟。该滤波器会减小毛刺幅度，但会延长监控器的响应时间。数据手册建议的时间常数为开关频率的十分之一，这段时间不是太长，不会导致通过滤波器的延迟比监控器响应时间长得多。对于需要快速OC响应的静音电源，可选择200 Ω/10 nF或2 µs延迟。对于高噪声电源，1 kΩ/0.1 µF RC会导致100 µs延迟。这个延迟可能看起来很长，但它比ADC读数更快，后者可能约为100 ms。

欠压监控将检测输出中的低电流和反向电流问题。低电流状态是轻负载下的典型状态，不应出现UC故障。但是，测量的输出电流值包含负值。虽然通常不使用欠电流监控，但可以通过将IOUT_UC_FAULT_LIMIT设置为负值，用它来检测反向电流条件。要禁用UC故障检测，将IOUT_UC_FAULT_RESPONSE设置为忽略，将IOUT_UC_FAULT_LIMIT设置为较大的负值。默认设置为–1 A。

虽然LTC2971/LTC2972不提供OC故障检测，但该器件具有OC警告功能，会根据ADC输出电流测量值拉低alertB。警告会拉低alertB，并更新STATUS_IOUT寄存器。基于ADC的读数会导致响应更慢，并通过硬件引脚和PMBus^®寄存器用作状态指示器。可以将alertB连接至CONTROL引脚，以关断该通道。或者微控制器可以通过声明中断来响应alertB，并驱动CONTROL引脚或发出PMBus命令来关闭通道。将alertB连接至CONTROL的缺点是任何警告或故障都会关断该通道。

使用LTC2971/LTC2972/LTC2974/LTC2975上的T_SENSE引脚来补偿电感DCR时，可通过温度监控来关断通道。过温故障、警报限值和故障响应可以逐通道调整，以适合应用需求。也就是说，它可以用于关断单个通道，不是一种全局（整个芯片）设置。

电流回读L11格式

从PSM器件回读的十六进制值采用L11格式。无论是读取LTC2977（ADC高分辨率模式）上的READ_VOUT寄存器，或是读取LTC2975/LTC2974/LTC2972/LTC2971上的READ_IOUT寄存器，L11格式都是一种符号值，包含5位指数和11位尾数。

L11格式支持电流测量的极性。它是一种符号格式，允许READ_IIN和READ_IOUT寄存器向系统主机提供有关电流方向的信息。LTC2974/LTC2975提供输出电流的欠电流阈值。负值可用来关断吸收过多反向电流的通道。

关于L11格式，有一点需要注意，就是粒度。LTC2971/LTC2972/LTC2974/LTC2975数据手册显示了一个表，其中列出了各种电流范围内的READ_IOUT值的粒度。其中有一个固有粒度，这是因为L11十六进制格式，而不是受器件的ADC或任何其他硬件限制。表中还列出了MFR_READ_IOUT粒度，可用于比较。MFR_READ_IOUT值是一种自定义格式，提供更高的分辨率，在高于2 A时具有2.5 mA粒度。限制范围为±81.92 A。如果板主机CPU/FPGA需要将L11转换为浮点，它可以向任一寄存器发出读取请求。READ_IOUT寄存器在电流低于2 A时分辨率更高，且没有81.92 A限制，但MFR_READ_IOUT值将解析为最接近的2.5 mA。

编程PSM器件和LTpowerPlay

与整个LTC297x器件系列一样，对PSM器件进行编程并成功首次启动硬件是非常有益的。使用LTpowerPlay是非常简单的方法。LTpowerPlay可以免费下载，并在Windows^®上运行。该软件有一个内置的编程工具，它可以获取您保存的配置数据，并将其写入器件的EEPROM。上电启动后，芯片自动从EEPROM加载其RAM，并准备自动运行。

无论您是LTpowerPlay新用户还是高级用户，都可以使用LTpowerPlay基于软件的电源配置和调试工具来学习如何配置、设计、评估、诊断和调试。如果您不打算使用LTpowerPlay进行编程或提供遥测，下载Linduino C代码示例是另一种解决方案。LTSketchbook压缩文件中提供了代码示例。

图19.LTpowerPlay是一款功能强大、基于Windows的开发环境，支持ADI公司的数字电源系统管理(PSM)产品

创建.proj文件的检查清单：

►        确保每个PSM器件在PMBus上有的地址（硬件绑定）。

►        在每个输出通道上设置IOUT_CAL_GAIN。

n 这是R_SENSE、电感DCR，或计算得出的I_MON值。

►        在测量输入电源电流(LTC2971/LTC2972/LTC2975)的每个器件上设置IIN_CAL_GAIN。

►        设置与温度相关的配置（例如MFR_IOUT_CAL_GAIN_TC、MFR_IOUT_CAL_GAIN_TAU_INV、MFR_IOUT_CAL_GAIN_THETA）。

►        设置IOUT_OC_FAULT_LIMIT和IOUT_OC_FAULT_RESPonSE (LTC2974/LTC2975)。

►        设置IOUT_UC_FAULT_LIMIT和IOUT_UC_FAULT_RESPonSE (LTC2974/LTC2975)。

►        提示：使用LTpowerPlay中的配置向导来简化文件生成过程。

总结

ADI的DPSM LTC297x器件是混合信号PMBus IC，可测量和监控电源电流。本文展示了各种检测方法，其中包括电阻分流、电感DCR和I_MON。通过以OC/UC故障监控的形式提供另一种级别的保护，为该系列的功能集添加了电流测量功能。这些器件使任何电源具有监测、监控和测量电压和电流的能力。对于高值供电轨，这些特性非常有用。LTC297x提供配置器件的PMBus寄存器的能力，让您在设计阶段的任何时点都能更灵活地更改电路板设计，甚至将电路板部署到现场之后也能更改。