摘要: 本应用笔记介绍了三种方法来跟踪供电轨道之间的电压。该特色电路也是最简单的方法,采用MAX6819电源定序器,可进行开环电压跟踪。
现代微控制器,dsp和asic需要多个电源电压才能正常工作。凭借更高的速度和更好的处理能力,这些器件的电压和制造几何形状已经缩小,以最大限度地减少功耗和芯片空间。因此,如果在上电或下电期间电源轨之间的差分电压绝对值超过规定的容限,许多数字ic容易发生内部击穿。由此产生的压力可以立即损坏集成电路,或者可以通过一直潜伏到以后的日期来引入可靠性问题。
各种电压跟踪技术可以消除这个问题。例如,系统可以通过测量和主动匹配每个电源轨的电压与时间曲线来控制电源跟踪(图1a)。在另一种闭环方法中,分流架构(图1b)在上电和下电期间暂时使供电轨道短路。在正常工作时,当MOSFET关闭时,分流方法减少了整个MOSFET的功率损耗。
图1 a 这种电压跟踪架构控制独立DC-DC稳压器的反馈。注:这些端子的名称,以及控制块调节输出电压的方式,取决于电源的内部电路
图1 b 这种用于电压跟踪的闭环分流结构降低了功率损耗。在这里,MAX5035 DC-DC转换器作为跟踪控制器
在某些情况下,简单的开环跟踪可能就足够了。电源顺序电路(IC1,图2中的MAX6819)可以配置为执行电压跟踪功能。与闭环方法不同,这种方法不会使电源轨短路或需要控制DC-DC稳压器的反馈回路。
图2 电压定序器(MAX6819)通过控制芯片来强制内核和I/O电压进行跟踪
当mosfet关闭时,核心和I/O电源电压关闭(图2)。然后,当在SETV监测的电压超过其阈值时,内部电荷泵产生电压(GATE输出),同时增强n沟道mosfet的栅极。如果这两个开关的漏极电压彼此相差几伏,并且漏极电流相差不大,那么随着它们的共同栅极电压上升,V(I/O)和V(CORE)电压一起上升(图3)。轨道之间的差异约为200mV,这是由所使用的场效应管栅极导通电压的轻微差异引起的。为了增加斜坡时间,您可以在GATE输出(C(OPT))处添加一个小电容器来降低摆压率。
图3 此示波器照片说明了图2电路中V(I/O)(上迹线)和V(CORE)的跟踪,其中V(I/O) = 3.3V, V(CORE) = 1.8V,两个负载都调整为1A
图2电路还可以监视电源电压。如果3.3V电压低于约2V,或者1.8V电压低于R1/R2分压器设定的阈值,则GATE输出变低并关闭两个mosfet。电阻R1和R2决定实际关断电平。(显示的数值显示1.8V导轨。)您可以通过将使能输入(EN)拉低来关闭电路。
作为奖励,电路在响应短路负载后自动“重试”。如果短路出现在虚线的右侧(图2中的“A”),则其中一个或两个电源的崩溃将打开开关并断开两个负载与电源电压的连接。先前短路的电源轨道返回,并且内置在MAX6819中的200ms延迟再次关闭开关以测试延迟后的负载。此负载测试以200ms的间隔继续,直到短路消失或直到电源关闭。
这个设计理念出现在2006年6月1日的《便携式设计》杂志上。
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