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如何利用多通道電源實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電源時(shí)序控制
閱讀：1144 發(fā)布時(shí)間：2022-9-5 電源順序控制是微控制器,、FPGA,、DSP、ADC等需要向多個(gè)電壓導(dǎo)軌供電的設(shè)備所需的功能,。 這些APP通常需要在給數(shù)字I/O軌道通電之前先給核心和模擬模塊通電,，但在某些設(shè)計(jì)中可能需要采用不同的序列。 無論如何,，正確的接通電源和切斷電源的定時(shí)控制利用多通道電源都可以防止鎖存器引起的即時(shí)損壞和ESD引起的長期損害,。 另外，電源順序控制可以錯(cuò)開電源接通中的浪涌電流,，該技術(shù)在限流電源供電的應(yīng)用中非常有用,。
例如，Xilinx Spartan-3AFPGA內(nèi)置了加電復(fù)位電路,，可以在所有電源達(dá)到閾值后配置設(shè)備,。 這有助于降低電源順序控制的要求，但是為了實(shí)現(xiàn)最小浪涌電流電平,，遵守與FPGA連接的電路順序控制的要求,，電源導(dǎo)軌需要按照以下順序向VCC_INT VCC_AUX VCCO通電。 由于某些APP需要采用特定的序列,，因此請務(wù)必閱讀數(shù)據(jù)手冊的電源要求部分,。
使用無多通道電源定時(shí)控制
實(shí)現(xiàn)電源時(shí)序控制的一個(gè)簡單方法是，利用電阻,、電容器,、二極管等無源元件，延遲進(jìn)入調(diào)節(jié)器使能引腳的信號,。 開關(guān)關(guān)閉時(shí),，D1通電，D2保持關(guān)閉狀態(tài),。 電容器C1被充電,，EN2的電壓以由R1和C1決定的速度上升。 開關(guān)斷開時(shí),，電容器C1通過R2,、D2,、RPULL向接地放電。 EN2的電壓以由R2,、RPULL,、C2決定的速度下降。 如果變更R1和R2的值,，充放電時(shí)間也會(huì)發(fā)生變化,，穩(wěn)壓器的on/off時(shí)間會(huì)被設(shè)定。
該方法只需要用于不需要精密定時(shí)控制的APP,，也可以用于信號延遲，只需要外部r和c的APP,。 對于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)器,，采用該方法的缺點(diǎn)是，使能端子的邏輯閾值可能因電壓和溫度而有很大不同,。 另外,，電壓斜坡上的延遲取決于電阻、電容值和容許公差,。 典型的X5R電容器在-55C到85的溫度范圍內(nèi)的變化幅度約為15%,，由于直流偏置效應(yīng)還會(huì)發(fā)生10%的變化，定時(shí)控制變得不正確,，有時(shí)也變得不可靠,。精密輕松實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制
為了獲得穩(wěn)定的閾值電平實(shí)現(xiàn)精密的定時(shí)控制，許多穩(wěn)壓器需要采用外部基準(zhǔn)電壓源,。 ADP5134通過整合精密基準(zhǔn)電壓源,，大幅節(jié)約成本和PCB面積解決了這個(gè)問題。 各調(diào)節(jié)器有獨(dú)立的使能銷,。 如果可輸入的電壓上升到VIH_EN (最小值0.9 V )以上,，設(shè)備將退出關(guān)閉模式，管理模塊將打開,，但穩(wěn)壓器將不活動(dòng),。 將可輸入的電壓與精密的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓(典型的為0.97 V )進(jìn)行比較。 使能針的電壓高于精密使能閾值時(shí),，穩(wěn)壓器激活,，輸出電壓開始上升。 輸入電壓和溫度變化的地方,，基準(zhǔn)電壓的變化幅度只有3%,。 這個(gè)小范圍的變化確保了精密的時(shí)序控制，解決了采用分立器件時(shí)遇到的各種問題,。
可輸入的電壓比基準(zhǔn)電壓低80 mV時(shí),，穩(wěn)壓器將無效,。 所有使能輸入的電壓都在VIL_EN (最大值為0.35 V )以下時(shí)，設(shè)備將變?yōu)閿嚅_模式,。 在此模式下,，耗電量將降至1 A以下。
利用電阻分壓器簡化電源順序控制
通過將衰減版本的穩(wěn)壓器輸出端子連接到接通電源的下一個(gè)穩(wěn)壓器有效端子,，可以對穩(wěn)壓器按以下順序接通或斷開Buck1 Buck2 LDO1 LDO2的多通道電源進(jìn)行定時(shí)控制圖6是EN1連接到VIN1后的電源接通順序,。
利用可編程控制器IC提高定時(shí)精度
在某些情況下，實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)比降低PCB的面積和成本更重要,。 這些APP可以使用電壓監(jiān)視器和可編程控制器IC,。 例如，在電壓和溫度的范圍內(nèi),，精度達(dá)到0.8%的ADM1184四通道電壓監(jiān)視器,。 或者，對于需要更準(zhǔn)確的電源接通和斷開順序控制的APP應(yīng)用,，可以使用帶可編程定時(shí)控制的ADM1186四通道電壓序列器和監(jiān)視器,。
ADP5034四通道穩(wěn)壓器內(nèi)置2個(gè)3-MHz、1200-mA降壓穩(wěn)壓器和2個(gè)300 mA LDO,。 典型的時(shí)序控制功能可以通過使用ADM1184監(jiān)視一個(gè)穩(wěn)壓器的輸出電壓,，在監(jiān)視的輸出電壓達(dá)到某個(gè)電平時(shí)，向下一個(gè)穩(wěn)壓器的使能端子提供邏輯高電平信號來實(shí)現(xiàn),。
使用ADP5134精密使能輸入進(jìn)行順序控制很簡單,，一個(gè)通道只需要兩個(gè)外部電阻。 更精密的時(shí)序控制可以通過ADM1184或ADM1186電壓監(jiān)視器實(shí)現(xiàn),。