Адсочванне паставак і паслядоўнасць у кропцы нагрузкі: просты дызайн без недахопаў MOSFET

Уводзіны Шматвольтныя электронныя сістэмы часта абцяжараныя складанымі патрабаваннямі адсочвання напружання харчавання або паслядоўнасці, якія, калі іх не выконваць, могуць прывесці да збояў у сістэме або нават пастаянных збояў у палявых умовах. Цяжкасці канструкцыі ў задавальненні гэтых патрабаванняў часта ўзнікаюць у архітэктурах з размеркаванай магутнасцю, дзе пераўтваральнікі DC/DC кропкі нагрузкі (POL) раскіданыя па ўсёй плате ПК, часам у розных плоскасцях платы. Праблема заключаецца ў тым, што схема блока харчавання часта з'яўляецца апошняй схемай, якая ўбудоўваецца ў плату, і яна павінна быць уключана ў тое, што засталося на плате. Цэнтралізаваныя рашэнні для адсочвання паслядоўнасці могуць добра працаваць, але калі на дошцы не застаецца значнага сумежнага месца і сістэмныя спецыфікацыі з'яўляюцца ў плыні, хочацца мець просты, гнуткі варыянт. Гэта жаданне можа быць выканана з дапамогай рашэння для адсочвання і паслядоўнасці, якое ўсталёўваецца ў POL, і з'яўляецца досыць маленькім і ўніверсальным, каб яго можна было лёгка апусціць у дошку, не парушаючы астатняй канструкцыі сістэмы. Wish Granted LTC2927 забяспечвае простае і ўніверсальнае рашэнне ў мінімальных памерах як для адсочвання, так і для паслядоўнасці без недахопаў серыйных МОП-транзітараў. Кожны пераўтваральнік POL, які павінен адсочвацца або паслядоўнасці, можа мець адзін LTC2927, размешчаны ў кропцы нагрузкі, як паказана на малюнку 1. Выбіраючы некалькі рэзістараў і кандэнсатар, пастаўкі настроены на павелічэнне і паніжэнне з дапамогай разнастайнасць профіляў напружання. На малюнку 2 паказаны розныя сцэнары адсочвання і паслядоўнасці, уключаючы адначасовае адсочванне напружання (малюнак 2a), адсочванне зруху (малюнак 2b), раціаметрычнае адсочванне (малюнак 2c) і паслядоўнасць падачы (малюнак 2d). Малюнак 1. Тыповае прыкладанне для адсочвання. Малюнак 2. Віды адсочвання напружання крыніцы харчавання. Многія рашэнні для адсочвання напружання выкарыстоўваюць серыю МОП-транзістораў, што дадае падзенне напружання, дадатковае спажыванне энергіі і дадатковую нерухомасць для ПК. Замест гэтага, LTC2927 кіруе падачамі, уводзячы ток непасрэдна ў вузлы зваротнай сувязі, такім чынам кантралюючы выхады харчавання без серыйных МОП-транзітараў. Малюнак 3 паказвае простую «ячэйку сачэння», якая выкарыстоўваецца для ўвядзення гэтага току. Акрамя таго, стабільнасць блока харчавання і рэакцыя на пераходныя працэсы застаюцца без уплыву, таму што ток, які ўводзіцца з LTC2927, кампенсуе выхаднае напружанне, не змяняючы дынаміку контуру кіравання крыніцай харчавання. Малюнак 3. Спрошчаная ячэйка адсочвання. Адсочванне блока харчавання з дапамогай LTC2927 проста. Пара рэзістараў настройвае паводзіны падпарадкаванага сілкавання адносна галоўнага сігналу. Выбар рэзістараў можа прымусіць падпарадкаваны крыніца адсочваць галоўны сігнал дакладна або з рознай хуткасцю нарастання, зрушэннем напружання, часавай затрымкай або іх камбінацыяй. Галоўны сігнал генеруецца шляхам прывязвання кандэнсатара ад штыфта RAMP да зямлі або падачы іншага нарастаючага сігналу, які трэба адсочваць, як паказана на малюнку 1. Прыклады. Разгледзім складаную сістэму сачэння. Схема на малюнку 1 выкарыстоўвае двайны сінхронны паніжальны пераўтваральнік LTC1628 для вытворчасці 5.0 В і 3.3 В і двайны сінхронны паніжальны пераўтваральнік LTC3728 для атрымання 2.5 В і 1.8 В ад уваходу 6.0 В. Чатыры LTC2927, падлучаныя да вузлоў зваротнай сувязі, кіруюць нарастаннем і паніжэннем паводзін гэтых паставак. Ранні VIN пастаўляецца на прылады, каб гарантаваць карэктную працу да адсочвання паставак. Спецыфікацыя патрабуе, каб крыніцы 5.0 У і 3.3 У адсочвалі супадзенне пры ~ 20 В/с, харчаванне 1.8 В павінна хутка павялічвацца да 100 В/с пасля таго, як харчаванне 3.3 В дасягне 2.0 В, а харчаванне 2.5 В павінна нарастаць пры такая ж хуткасць, як і пры напрузе 1.8 В, але з затрымкай на 20 мс. Тэхнічны ліст LTC2927 ўключае 3-этапную працэдуру праектавання, якая выконваецца для кожнай пастаўкі. Пры выкарыстанні гэтай працэдуры выкарыстоўвайце наступнае для раўнання (1) на этапе 1 з хуткасцю нарастання галоўнага сігналу SM 20 В/с: Адсочванне супадзення сілкавання 5 В і 3.3 В, таму што галоўная хуткасць нарастання выбрана роўнай жаданай хуткасць нарастання крыніц 5В і 3.3В, выбіраецца супадзенне адсочвання. Калі напружанне зваротнай сувязі імпульснага блока харчавання складае 0.8 В, як на LTC1628, то супадзенне адсочвання можна наладзіць, устанавіўшы адсочваючыя рэзістары роўнымі рэзістарам зваротнай сувязі (праверана выкананнем кроку 2 3-этапнай працэдуры праектавання) , Па раўнанні (2) 3-этапнай працэдуры праектавання: па раўнанні (3) 3-этапнай працэдуры праектавання: У 3-этапнай працэдуры праектавання RTA' ўяўляе значэнне RTA, якое не выклікае затрымкі або зруху. Паколькі ніякай затрымкі не патрабуецца, RTA = RTA', і крок 3 працэдуры праектавання непатрэбны. Паслядоўнасць сілкавання 1.8 В і 2.5 В. Напружанне 1.8 В павялічваецца на 2 В ніжэй за 3.3 В, але з хуткасцю нарастання 100 В/с. Усталюйце хуткасць падпарадкаванага нарастання ў 100 В/с у раўнанні (2), каб знайсці RTB3: Выканайце крок 2, вырашыўшы для RTA3' з дапамогай раўнання (3). Крок 3 настройвае RTA3 на патрэбную затрымку паміж сілкаваннем 3.3 В і 1.8 У. Зрушэнне 2 В прыводзіць да затрымкі ў ~100 мс для выбранай хуткасці нарастання. Харчаванне 2.5 В мае такую ​​ж хуткасць нарастання, што і харчаванне 1.8 В, але затрымліваецца яшчэ на 20 мс. Паўтарэнне крокаў 2 і 3 для сілкавання 2.5 В прыводзіць да: Профіль адсочвання для гэтай сістэмы паказаны на малюнку 4. Малюнак 4. Выхадны профіль схемы на малюнку 1. Звярніце ўвагу, што не кожная камбінацыя хуткасці нарастання і затрымкі магчымая. Невялікія затрымкі і вялікія адносіны падпарадкаванай хуткасці нарастання да галоўнай хуткасці нарастання могуць прывесці да рашэнняў, якія патрабуюць адмоўных рэзістараў. У такіх выпадках або затрымка павінна быць павялічана, або стаўленне падпарадкаванай хуткасці нарастання да галоўнай хуткасці нарастання павінна быць зменшана. Акрамя таго, абраныя значэння рэзістара не павінны патрабаваць больш за 1 мА для патоку ад кантактаў TRACK і FB. Такім чынам, пацвердзіце, што з TRACK выцякае менш за 1 мА, калі VMASTER знаходзіцца на 0 В. Злучэнні паміж кожным LTC2927, паказаныя на малюнку 1, дазваляюць дадаткова кантраляваць кожную крыніцу. У гэтай сістэме сілкаванне 3.3 В выкарыстоўвае крыніцу 5 В у якасці галоўнага сігналу. Калі па нейкай прычыне 5-вольтнае харчаванне павінна згорнуцца, 3.3-вольтнае харчаванне ідзе за ім. Сапраўды гэтак жа, крыніцы 1.8 В і 2.5 В выкарыстоўваюць крыніцу 3.3 В у якасці галоўнага сігналу і адсочваюць яго ўверх і ўніз. Адмоўнае адсочванне падачы Можна адсочваць адмоўныя стабілізатары напружання з дапамогай LTC2927. На малюнку 5 паказаны прыклад сачэння з выкарыстаннем інвертуючага пераўтваральніка DC/DC LT3462 для атрымання сілкавання -5В. Гэты пераўтваральнік мае наземны эталон, які дазваляе выцягваць ток з вузла, дзе RFA быў падзелены на два. Каб правільна выцягнуць ток з сеткі FB LT3462, паміж LTC2927 і пераўтваральнікам павінна быць размешчана люстэрка току. 3-этапная працэдура праектавання застаецца нязменнай з нязначнымі мадыфікацыямі раўнанняў (2) і (3): Усе астатнія ўраўненні застаюцца ранейшымі. Малюнак 5. Адсочванне паставак адмоўнага рэгулятара са спасылкай на GND. На малюнку 6а паказаны профіль адсочвання на малюнку 5 з хуткасцю нарастання 100 В/с. VMASTER станоўчы, але для яснасці паказаны зваротны. Вядомы -5V не цягне да 0V пры VMASTER = 0V. Гэта адбываецца таму, што люстэрка току, звязанае з зазямленнем, не можа выцягнуць свой выхад да зазямлення. Калі пераўтваральнік мае апорнае напружанне FB больш за 0 В або калі для бягучага люстэрка маецца адмоўнае харчаванне, памылку можна выдаліць. Атрыманая форма сігналу паказана на малюнку 6b. Малюнак 6. Выхадны профіль схемы на малюнку 5. Заключэнне LTC2927 спрашчае адсочванне і паслядоўнасць блока харчавання, забяспечваючы выдатную прадукцыйнасць у маленькай кропцы нагрузкі. Некалькі рэзістараў могуць наладзіць простыя або складаныя паводзіны харчавання. Серыя MOSFET ліквідуецца разам з іх паразітнымі перападамі напружання і спажыванай магутнасцю. LTC2927 прапануе ўсе гэтыя функцыі ў малюсенькім 8-вывадным корпусе ThinSOT™ і 8-вывадным (3 мм × 2 мм) корпусе DFN.

Пакінь паведамленне 

спіс паведамленняў