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如何利用多通道電源實現(xiàn)復(fù)雜的電源時序控制
閱讀：799 發(fā)布時間：2022-9-5 電源順序控制是微控制器、FPGA、DSP、ADC等需要向多個電壓導(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控制利用多通道電源都可以防止鎖存器引起的即時損壞和ESD引起的長期損害。 另外，電源順序控制可以錯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控制
實現(xiàn)電源時序控制的一個簡單方法是，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，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，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，充放電時間也會發(fā)生變化，穩(wěn)壓器的on/off時間會被設(shè)定。
該方法只需要用于不需要精密定時控制的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)還會發(fā)生10%的變化，定時控制變得不正確，有時也變得不可靠。精密輕松實現(xiàn)定時控制
為了獲得穩(wěn)定的閾值電平實現(xiàn)精密的定時控制，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面積解決了這個問題。 各調(diào)節(jié)器有獨立的使能銷。 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。 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，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%。 這個小范圍的變化確保了精密的時序控制，解決了采用分立器件時遇到的各種問題。
可輸入的電壓比基準(zhǔn)電壓低80 mV時，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，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提高定時精度
在某些情況下，實現(xiàn)精確的定時比降低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3-MHz、1200-mA降壓穩(wěn)壓器和2個300 mA LDO。 典型的時序控制功能可以通過使用ADM1184監(jiān)視一個穩(wěn)壓器的輸出電壓，在監(jiān)視的輸出電壓達(dá)到某個電平時，向下一個穩(wěn)壓器的使能端子提供邏輯高電平信號來實現(xiàn)。
使用ADP5134精密使能輸入進(jìn)行順序控制很簡單，一個通道只需要兩個外部電阻。 更精密的時序控制可以通過ADM1184或ADM1186電壓監(jiān)視器實現(xiàn)。