數位功率管理不應和全數位控制IC混為一談，全數位控制IC建置的控制迴路，若非DSP便是狀態機器。雖然這種模式在未來幾年的發展前景仍相當樂觀，但現今大多數全數位控制器面臨許多缺點，如高功耗，且其數量和種類還比不上發展成熟的類比控制IC與模組。審慎研究需求與成本因素後，業者發展出一種解決方案，結合高效能控制IC或模組，加上一個全功能的數位功率管理元件，如凌力爾特之LTC2970，以提供最佳的整體解決方案(圖1)。
數位功率管理含多項基本功能
功率管理元件必須執行幾項重要功能，包括必須監控輸出電壓、電流及溫度，同時，必須將狀態資訊回報系統主控端、透過一個業界標準通訊匯流排傳送資料，並能在DC/DC轉換器發生故障時加以關閉。此外，元件還必須執行部分或所有包括餘裕調整、序列配置與/或追蹤多個電路及精準調節輸出電壓等功能。為簡化電路元件配置，並避免因雜訊或電壓下降產生錯誤，這些元件應置於DC/DC轉換器旁。
最常見的應用便是控制電壓及監控高密度印刷電路板(PCB)中多組低電壓/高電流電路上的電流，電壓低至1.2～0.6伏特且輸出電流達40安培之狀況亦經常可見。業者必須在數毫歐姆(Milliohm)電阻下，精準量測高解析度A/D元件電壓，且避免因接地電流產生的誤差。目前業者運用DC/DC輸出電感之DC電阻，作為電流感測元件。圖2表示一個用來監控與進行餘裕調整之DC/DC轉換器常見的應用電路，這個轉換器使用一個外部電阻除頻網路，用以設定輸出電壓。圖3顯示DC/DC如何運用修正(Trim)補償針腳調整輸出值。
上述元件的VIN0_A差分輸入端能在負載點上直接感測電壓，並由輸入端VIN0_B監控感測器電阻R50的電壓。量測作業透過一個14位元、差分輸入 △Σ A/D轉換器來執行，這個元件在工業溫度範圍內的未調節最高總誤差(TUE)率為±0.5%。圖4顯示TUE在溫度範圍內的資料圖。
該元件具備一個數位伺服迴路(圖5)，能設定成在3種模式下運作，包括連續伺服、一次伺服及錯誤觸發伺服。使用伺服迴路時，DC/DC轉換器的輸出電壓可維持精準狀態，使用者可設定觸發點，透過線性搜尋演算法比較數位化的負載點電壓及目標值。IDAC0傳出的電流可由LSB對每個伺服作業視需要進行調整，這個電流會在R40暫存器中產生一個負載點接地參考修正電壓。負載點的參考校正電壓相當重要，因為能消除因接地反彈產生的錯誤，校正電壓在VOUT0接腳中，由晶片內建的增加電壓緩衝區加以複製。VOUT0接腳與轉換器回饋模式之間產生的電壓差動效應，會乘以–R20/R30倍，再加至DC/DC轉換器輸出電壓的額定值，如此便完成封閉的伺服迴路。
為了在不同的伺服模式間進行切換，或於不同伺服下運作，系統必須與DC/DC元件的IDAC調整元件進行連結與切斷，而且不會在輸出電壓上產生瞬態效應。該元件採用軟式連結電路，能偵測DC/DC回饋節點的電壓，並將伺服元件的電壓升高至此電壓之1 LSB範圍內，並在最少的偏差下連結，之後系統再運用伺服演算法，針對伺服目標值調整輸出電壓。當伺服迴路關閉時，可將VOUT0接腳切換至高阻抗狀態，轉換器的回饋節點便能與元件進行隔離(圖6)
電壓端序列配置不限定電壓端數目
序列配置可運用該元件GPIO_0與GPIO_1接腳，將DC/DC轉換器的RUN接腳維持在Off狀態，直到電壓端的主指令透過I2C介面，以正確次序傳來為止，且這個程序可使用任意數量的電壓端。
負電壓的控制工作，可藉由管理輸出電壓的電平移位(Level Shifting)及置入調節訊號執行。R40與R30的位準平移能根據+5伏特的VDD調整負電壓的量測。Q1能將調整電流置入到DC/DC的回饋節點，以控制輸出電壓。
高精準度電壓對於初期容許度並不敏感，DC/DC參考值的偏移，可由元件在連續伺服模式支援(圖7)。選擇適當的R30_n與R40_n設定值，可縮小調節範圍，解析度即可相當精準。這種特殊的雙重追蹤輸出應用，在經過一星期的-10～+60℃溫度升降作業後，電壓精準度仍能維持在低於0.2%的誤差範圍內。
該元件特性包括差分式輸出端使A/D元件能在負載點上及對整個感測暫存器監控電源電壓。差分與共模輸入端的範圍為-0.3～6伏特。透過其500μV/LSB解析度，A/D端將能對僅數毫歐姆的感測暫存器在大範圍的負載電流下，進行電壓分析作業。
A/D輸入端亦從元件的內部電源進行隔離，讓使用者能量測差分與共模輸入電壓，這些電壓大於VDD，而且不必開啟本體二極體。從VOUT0接腳到元件的 VDD電源端間無本體二極體，且當VDD落至該元件的過低壓鎖定門檻值以下時，VOUT0接腳會切換成高阻抗狀態，若DC/DC轉換器在元件關閉電源時仍持續運作，系統就不會產生損壞。
透過一顆IC 完成所有任務
雙供電監控器與控制器結合所有必要的功能，以支援數位化管理，高可用度的電源應用，將所有功能整合成一款容易使用的元件。多工、差分輸入的14位元增量累加(Delta-sigma)A/D加上低偏移的晶片內建參考元件，讓整體未調節錯誤比率壓低於0.25%以下。兩個連續時間8位元電壓緩衝的IDAC亦能透過I2C及SMBus相容介面進行設定，以調節伺服供電與所需的電壓。
