可靠的上電和關(guān)斷時(shí)序

當(dāng)今的電子應(yīng)用常常需要不止一個(gè)5 V或3.3 V電源電壓。10個(gè)、20個(gè)或更多的電壓并不罕見。此外，有的電壓域具有相同的電壓電平，但必須作為單獨(dú)的域產(chǎn)生——也就是說，這些電壓必須產(chǎn)生兩次。一個(gè)例子是提供兩個(gè)相同的電壓來分別為模擬和數(shù)字負(fù)載供電。這種分離可防止相互干擾，并在不同時(shí)間為不同負(fù)載提供能量。

圖1 典型電子系統(tǒng)需要八個(gè)電壓

圖1顯示了一個(gè)具有很多不同電壓域的系統(tǒng)框圖。這些電壓由單獨(dú)的開關(guān)穩(wěn)壓器和線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生。各電壓轉(zhuǎn)換器的選擇在很大程度上取決于所需的轉(zhuǎn)換效率、要產(chǎn)生的電壓以及相應(yīng)負(fù)載所消耗的電流（最后一點(diǎn)尤其重要）。因此，每個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)有很大不同。

另外，對于每個(gè)轉(zhuǎn)換器，各電壓上電的延遲也會(huì)不同。這導(dǎo)致不同電壓域中的電壓爬升不受控制，有可能引起功能問題并損壞系統(tǒng)。

因此，通常需要可靠的上電順序以確保每個(gè)電壓在正確的時(shí)間達(dá)到其目標(biāo)值。另外，關(guān)斷常常也要遵循特定的關(guān)斷順序。

在有多個(gè)電源電壓的系統(tǒng)中，監(jiān)視不同電壓的能力可能很重要。僅有兩個(gè)電壓域的系統(tǒng)中的區(qū)區(qū)小事，在有許多電壓的系統(tǒng)中會(huì)變得非常復(fù)雜。因此，許多時(shí)序控制器還內(nèi)置了電源監(jiān)控器或電壓監(jiān)視功能。

圖2所示為ADM1186-1模擬時(shí)序控制器IC。它能控制和監(jiān)視四個(gè)電壓域。電壓的上電和關(guān)斷是通過控制相應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換器上的使能（開/關(guān)）引腳進(jìn)行的。電壓轉(zhuǎn)換器的開啟時(shí)間可以利用小電容產(chǎn)生的時(shí)間延遲來調(diào)整。各輸出電壓通過相應(yīng)的監(jiān)控引腳進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)所有電壓建立之后，時(shí)序控制器電路產(chǎn)生電源良好信號(hào)。

模擬時(shí)序控制解決方案（如ADM1186-1）很容易使用。它們具備多電壓系統(tǒng)所需的全部功能。模擬時(shí)序控制器與數(shù)字時(shí)序控制器的不同之處在于，前者的設(shè)計(jì)較為簡單，并且系統(tǒng)需要的數(shù)字監(jiān)視功能較少。例如，它們可以不使用PMBus或類似協(xié)議。

圖1所示的示例系統(tǒng)使用了八個(gè)電壓域。對于具有四個(gè)以上電壓域的系統(tǒng)，如何進(jìn)行時(shí)序控制和監(jiān)視？為此，可以將多個(gè)ADM1186-1電路按順序組合起來。實(shí)際上，可以將任意數(shù)量的ADM1186-1時(shí)序控制器連接在一起。

圖2 ADM1186-1模擬時(shí)序控制器解決方案，最多可監(jiān)控四個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器

市場上可以找到此類時(shí)序控制（即把單獨(dú)的時(shí)序控制器耦合起來）的很多例子。然而，ADM1186-1脫穎而出的原因是當(dāng)用在鏈接應(yīng)用中時(shí)，它還支持在上電和關(guān)斷期間進(jìn)行完整的時(shí)序控制，如圖3所示。與之相當(dāng)?shù)慕鉀Q方案可以提供鏈接不同時(shí)序控制器IC的可能性，但它們僅支持各個(gè)電壓的受控斜坡上升，而不支持這種菊花鏈星座中的受控關(guān)斷時(shí)序（即電壓關(guān)斷）。

圖3 多個(gè)ADM1186-1器件鏈接在一起，可控制12個(gè)電壓的上電和關(guān)斷時(shí)序

可靠且受控的上電和關(guān)斷在許多現(xiàn)代系統(tǒng)中都很重要，此需求可以利用ADM1186-1之類的解決方案靈活地實(shí)現(xiàn)，幾乎不需要任何開發(fā)工作。

作者簡介

Frederik Dostal曾就讀于德國埃爾蘭根大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)。他于2001年開始工作，涉足電源管理業(yè)務(wù)，曾擔(dān)任各種應(yīng)用工程師職位，并在亞利桑那州鳳凰城工作了4年，負(fù)責(zé)開關(guān)模式電源。他于2009年加入ADI公司，并在慕尼黑ADI公司擔(dān)任電源管理現(xiàn)場應(yīng)用工程師。聯(lián)系方式：frederik.dostal@analog.com。