[讨论] PCB设计的可编程电源管理方案

PCB电源管理一般来说是关于给PCB供电所涉及到的方方面面的。一些通常涉及的问题有：
1. 选择各种DC-DC 转换器为PCB供电；
2. 电源启闭排序/跟踪；
3. 电压监测；
4. 上述全部。
在本文中，电源管理被简单定义为：对PCB上的全部电源实施管理(包括：DC-DC转换器、LDO等)。电源管理包括如下功能：管理PCB上DC-DC控制器。例如，热插拔、软启动、排序、追踪、容限和规整；生成全部相关的电源状态和控制逻辑信号。例如，复位信号生成、电源故障指示(监控)和电压管理。图1演示了一个采用CPU或微处理器的PCB上的典型电源管理功能；热插拔/软启动控制功能用于限制浪涌电流以减小电源的启动负载。对插入有源(live)基板的PCB来说，这是个重要功能；电源排序和跟踪功能用于在满足PCB上的全部器件对上电顺序要求的前提下，控制如何开/关多个电源。对所有电压进行故障(过/欠压)监测以向处理器就即将发生的电源故障进行预警。该功能也被称为“监管功能”。
在处理器上电时，复位生成功能为处理器提供可靠的启动条件。有些处理器要求在处理器全部工作电源都稳定后，复位信号仍保留一段时间。这也被称为复位脉冲展延。复位发生器的功能是当电源发生故障时，使处理器保持在复位模式以防止板上闪存发生不希望的错误。
传统电源管理方案的局限性
传统上，PCB上的每一电源管理功能是分别由单独的功能IC实现的。对不同的电压组合，这些IC有不同型号。这样，就有来自不同厂家的数百个单一功能IC型号以满足不同的电源管理需要。例如，为选择一款复位发生器IC型号，必须提供以下信息：
1. 该复位发生器IC需监测的电压路数；
2. 电压的组合(3.3、2.5、1.2或 3.3、2.5、1.8等)；
3. 故障检测电压的%(3.3V-5%、3.3V-10%等)；
4. 精度(3%、2%、1.5%等)；
5. 借助外接电容控制的复位脉冲展延功能；
6. 手动复位输入。
为处理这些参数所有可能的变化，单就一个复位发生器IC来说，仅一家厂商就可有几百个型号。另外，若在设计过程中，工程师需监测另一个电压(很可能)，则必须选另一个不同型号的产品。类似，许多单一功能IC即使仅就同一个功能、根据不同参数也会有许多型号，如热插拔控制器、电源排序器和电压监测/检测器等功能IC。一个由多块PCB构成的系统的每块PCB都需要不同组的这些单功能IC，从而也增加的材料成本。