單片式降壓型穩(wěn)壓器為DSP提供片內(nèi)電源排序
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
在最簡單的工作模式下，基本電源排序器將首先接通第一個電源，然后在等待一個指定的已編程延遲時間后接通第二個電源，并依此類推。但是，這種方法并不穩(wěn)定，而且有可能在多數(shù)系統(tǒng)中產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。基本的電源排序器可以通過實現(xiàn)軟起動(采用一個無任何反饋的固定模式)在這個方法上加以改進。大多數(shù)應(yīng)用都需要這樣一個排序器以確保所有的電源能夠依據(jù)各自的斜率(嚴格受控)一同上升，而且同時相互跟蹤。這種方法將最大限度地減小各電源間的瞬時電壓差，從而降低器件閂鎖效應(yīng)和器件受損的可能性。
或者，換句話說，電壓的跟蹤要求通常規(guī)定兩個電源之間的電壓差一定不能超過某一特定值。這一約束條件在所有時間段內(nèi)(上電、斷電和穩(wěn)態(tài)操作)都適用。與此不同，電源排序要求則規(guī)定了電源上電和斷電順序。圖1顯示了各種跟蹤和排序情形。
對不良跟蹤或排序進行的補償通常會對系統(tǒng)中的器件造成無法挽回的損壞。FPGA、PLD、DSP和微處理器通常都會在內(nèi)核與I/O電源之間布設(shè)二極管，作為ESD保護元件。如果電源違犯了跟蹤要求并向保護二極管施加正向偏壓，那么器件就有可能受損。
 |
圖1. 電源電壓跟蹤類型 |
給內(nèi)部二極管(無論是保護二極管還是其它CMOS工藝二極管)施加正向偏壓有可能觸發(fā)閂鎖，從而損壞整個器件。在其他場合，當I/O電源電壓在內(nèi)核電源電壓之前上升時，內(nèi)核中未定義的邏輯狀態(tài)就會在I/O電路中引發(fā)過大的電流。即使當系統(tǒng)中的單獨元件并不需要電源跟蹤或排序的時候，整個系統(tǒng)也有可能為了實現(xiàn)正確操作而要求進行電源排序或跟蹤。例如，系統(tǒng)時鐘有可能需要在邏輯塊上電之前起動。
當為任何給定應(yīng)用選擇特定解決方案時，需要考慮的較為重要的因素之一是控制電源上升的方法。對上升斜率而言存在一種取舍，即電源必須在器件和整體系統(tǒng)所要求的最小時間內(nèi)進入調(diào)節(jié)狀態(tài)；但是斜率越大，去耦電容器所承受的應(yīng)力就越大。通過選擇一個允許設(shè)置斜率的排序器，設(shè)計師就能夠優(yōu)化取舍、最小化元件成本并且提高可靠性。最后，電源排序器所具有的斜率控制精度也是一項關(guān)鍵性的考慮。
凌特公司推出的器件具有執(zhí)行片上跟蹤的能力，旨在為實現(xiàn)簡單而有效的電源排序方法創(chuàng)造條件。LTC3416便是這樣一款產(chǎn)品。LTC3416是一款單片式、恒定頻率、電流模式降壓型轉(zhuǎn)換器，頻率范圍在300kHz～4MHz之間，易于電源排序。強制連續(xù)操作可使LTC3416在整個負載范圍內(nèi)保持恒定頻率，從而使其能夠更加容易地濾除開關(guān)噪聲并減輕射頻(RF)干擾，這對電磁干擾(EMI)敏感的應(yīng)用來說非常重要。此外，LTC3416還可以在一個2.25V至5.5V的輸入電壓范圍內(nèi)工作，并能夠生成一個0.8V～5V的輸出電壓(如圖2所示)。
 |
圖2：一款具有跟蹤能力的2.5V～1.8V/4A降壓型穩(wěn)壓器 |
向LTC3416的TRACK引腳施加一個斜坡電壓就可以進行電壓跟蹤。當TRACK引腳上的電壓低于0.8V時，反饋電壓將被調(diào)節(jié)至該跟蹤電壓。當跟蹤電壓超過0.8V時，跟蹤電路被停用，而且反饋電壓將被調(diào)節(jié)至內(nèi)部基準電壓。
電壓跟蹤通過將一個額外的檢測電阻分壓器連接至I/O電源電壓得以實現(xiàn)。該分壓器比例應(yīng)該與LTC3416的反饋電阻分壓器比例相同。圖1所示電路為一個1.8V降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器跟蹤一個2.5V I/O電源電壓的情形。該電路可在2.25V～5.5V的輸入電壓范圍內(nèi)運作，并在高達4A的負載電流下提供1.8V的已調(diào)輸出。
具有電壓跟蹤能力的LTC3416非常適用于那些包含了以微控制器為基礎(chǔ)的電路并帶有雙電源架構(gòu)的應(yīng)用。其高開關(guān)頻率和內(nèi)部的低導(dǎo)通電阻RDS(ON)電源開關(guān)允許LTC3416能夠為那些具有電源排序要求 的系統(tǒng)提供一個占位空間小的高效解決方案。
評論