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适合空间受限应用的最高功率密度、多轨电源解决方案

时间:03-20 来源:ADI 点击:

小电感尺寸

电源时序控制
如图6所示,ADP5050和ADP5052通过四个特性来简化使用FPGA和处理器的应用的电源时序控制:精密使能输入、可编程软启动、电源良好输出和有源输出放电开关。

精密使能输入: 每个稳压器,包括LDO在内,都有一个带0.8 V精密基准电压的使能输入(图6-1)。当使能输入的电压大于0.8 V时,稳压器使能;当该电压小于0.725 V时,稳压器禁用。内部1 MΩ下拉电阻可防止该引脚悬空时发生错误。利用精密使能阈值电压,很容易控制器件内的电源时序,使用外部电源时也一样。例如,降压调节器1设置为5 V时,可以利用一个电阻分压器来设置精确的4.0 V跳变点以使能降压调节器2,依此类推为所有输出设置精确的上电时序。

可编程软启动:软启动电路以可控方式缓慢提高输出电压,从而限制浪涌电流。软启动引脚连接到 VREG时,软启动时间设置为2 ms;在软启动引脚与 VREG和地之间连接一个电阻分压器时,软启动时间可提高至8 ms(图6-2)。为了支持特定启动序列或具有大输出电容的值,可能需要这种配置。软启动的可配置能力和灵活性使大型复杂的FPGA以及处理器能以安全可控的方式上电。

 

1. 精密使能阈值
高于0.8V使能稳压器,低于0.72V(迟滞)则关断稳压器。

 

2. 可编程软启动
各通道上的不同软启动可编程为2ms、4ms、8ms。

     

 

3. PWRGD输出
CH1到CH4的所需PWRGDx可通过工厂熔丝或I2C配置。

 

4. 有源输出放电开关
可以接通输出放电开关以缩短输出电容的放电周期。


图6. ADP5050和ADP5052简化电源时序控制

电源良好输出:当所选降压调节器正常工作时,开漏电源良好输出(PWRGD)变为 高电平(图6-3)。电源良好引脚可以将电源的状况告知主机系统。默认情况下,PWRGD监控降压调节器1上的输出电压,但也可以定制其它通道来控制 PWRGD引脚。各通道的状态(PWRGx位)可通过ADP5050上的I2C接口回读。 PWRGx位的逻辑高电平表示调节输出电压高于标称输出的90.5%。当调节输出电压降至其标称输出的87.2%以下并持续50 μs以上时,PWRGx位设为逻辑低电平。PWRGD输出是内部未屏蔽PWRGx信号的逻辑和。内部PWRGx信号必须为高电平且持续至少1 ms,PWRGD引脚才能变为高电平;如果任意PWRGx信号发生故障,则PWRGD引脚毫无延迟地变为低电平。控制PWRGD的通道(通道1至通道4) 由工厂熔丝指定,或通过I2C接口设置相应位来指定。

有源输出放电开关: 每个降压调节器均集成一个放电开关,它连接在开关节点与地之间(图6-4)。当其相关调节器禁用时,开关接通,有助于使输出电容快速放电。对于通道1至通 道4,放电开关的典型电阻为250 Ω。当调节器禁用时,即使有大容性负载,有源放电开关也会将输出拉至地。这样就能显著提高系统的稳定性,尤其是在周期供电时。

图7所示为典型的上电/关断时序。

图7. 典型的上电/关断时序

I2C 接口
I2C 接口实现了对两个降压调节器输出(通道1和通道4)的高级监控和基本动态电压调整。

输入电压监控::可以监控输入电压是否发生欠压等故障。例如,将12 V电压施加于输入,I2C接口配置为:如果输入电压低于10.2 V,则触发报警。专用引脚(nINT)上的信号告知系统处理器问题已出现,并关断系统以便采取纠正措施。具备监控输入电压的能力可提高系统可靠性。图8显示了可以设置哪些值来监控ADP5050的输入电压。

图8. 输入欠压检测

结温监控:可以监控结温以判断是否发生过温等故障。如果结温高于预设值 (105°C、115°C或125°C),nINT上就会产生报警信号。与热关断不同的是,此功能发送警告信号而不关断器件。具备监控结温并提醒系统处理 器注意避免发生系统故障的能力可提高系统可靠性,如图9所示。

图9. 结温监控

动态电压调整:动态电压调整通过动态降低低功耗模式下通道1和通道4的电源电压来降低系统功耗,它也可以根据系统配置和负载动态改变输出电压。此外,所有四个降压调节器的输出电压均可通过 I2C 接口设置,如图10所示。

图10. ADP5050输出电压选项

低噪声特性
多个特性可降低电源产生的系统噪声。

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