今年10月，臺灣油電雙漲政策為民生帶來不小沖擊，民眾無不使用各種方法控制用電，在炎熱的天氣中戮力降低用電額度。有趣的是，若將場景轉移至美國科技重鎮(zhèn)--矽谷，半導體廠商亦不約而同地看見全球對于能源意識的轉變，遂加速研發(fā)更精準監(jiān)測電力的數(shù)字電源管理積體電路（IC），此舉不僅將進一步降低半導體元件耗電，更可以提供客戶具備更高調整彈性的供電方案，其中，數(shù)字電源系統(tǒng)管理（Digital Power System Management， PSM）技術將成為提高半導體元件能源使用效率的重要關鍵。

　　精準監(jiān)控電流/電壓　數(shù)字電源管理需求看漲

　　過往工程師在開發(fā)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(yè)界提出數(shù)字電源系統(tǒng)管理技術，協(xié)助元件開發(fā)商在短時間內以數(shù)字介面監(jiān)測、修改元件參數(shù)（Parameter），以提高元件能源使用效率。

　　
圖1　凌力爾特微型模組電源產品行銷經理Afshin Odabaee表示，
數(shù)字電源管理技術將有助于資料中心廠商精準監(jiān)控電力使用情形。

　　凌力爾特（Linear Technology） μModule電源產品行銷經理Afshin Odabaee（圖1）表示，伺服器從元件、電路板至系統(tǒng)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（圖2）。數(shù)字電源系統(tǒng)管理技術能透過數(shù)字匯流排（Digital Bus）提供設計人員重要的電源相關數(shù)據(jù)，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(shù)等。

　　圖2　數(shù)字電源系統(tǒng)管理技術將層層把關電源消耗情形。

　　Odabaee進一步指出，與傳統(tǒng)負載點（Point of Load， POL）轉換器相較，數(shù)字電源系統(tǒng)管理技術能提供三大優(yōu)勢，包括電壓優(yōu)化（Voltage Optimization）、動態(tài)控制電壓輸出以及系統(tǒng)級的電力監(jiān)控。

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

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

　　事實上，數(shù)字電源系統(tǒng)管理技術最重要的功能系系統(tǒng)級電源監(jiān)控。傳統(tǒng)電源供應方案中，電源監(jiān)控功能往往被分開放至直流對直流（DC-DC）穩(wěn)壓器 （Regulator）上，僅有部分過電壓/低電壓（OV/UV）以及過電流（OC）錯誤可被偵測并傳送至主控制器中；數(shù)字電源系統(tǒng)管理技術的電源監(jiān)控則系內建功能且可編程。數(shù)字電源系統(tǒng)管理技術可計算電壓/電流錯誤與高精度電壓、電流及溫度等變化關聯(lián)情形，并儲存于內部非揮發(fā)性記憶體，以進一步除錯，并且分析根本肇因。

　　凌力爾特最新μModule降壓DC-DC穩(wěn)壓器--LTM4676已導入數(shù)字電源系統(tǒng)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，整合雙組類比控制回路、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，提高能源使用效率。

　　事實上，除透過數(shù)字電源系統(tǒng)管理技術確保能源效率外，電源管理IC若本身具備可編程特色，將為整體電源管理效能增添助力。