現(xiàn)代電子系統(tǒng)板的三種測(cè)序解決方案介紹

現(xiàn)代電子系統(tǒng)板需要多個(gè)非隔離負(fù)載點(diǎn)（POL）穩(wěn)壓器來為眾多IC供電，如微處理器，存儲(chǔ)器，邏輯等。許多IC需要多個(gè)電壓。例如，微處理器的核心需要1.8 V或更低，I/O需要2.5 V或更高。在提供這些多個(gè)電壓的同時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員還必須確保在上電和斷電階段電壓處于正確的順序。事實(shí)上，有三種不同類型的測(cè)序解決方案：順序，比率和同步。

設(shè)計(jì)人員必須使用單獨(dú)的電路在上電和斷電模式下正確協(xié)調(diào)和排列電路板上的所有電壓，或使用具有內(nèi)置排序功能的穩(wěn)壓器模塊。

測(cè)序技術(shù)

在應(yīng)用三種測(cè)序技術(shù)中的任何一種之前，用戶應(yīng)該對(duì)每種方法有基本的了解，并知道何時(shí)使用一種方法而不是另外兩種方法。由GE Energy（以前稱為L(zhǎng)ineage Power）生成的題為“多個(gè)模塊的測(cè)序指南”的應(yīng)用說明1（AN04-008）提供了幫助，簡(jiǎn)要討論了所有三種測(cè)序技術(shù)。

圖1描述了應(yīng)用筆記中描述的順序方法。在該方案中，核心電壓通常首先出現(xiàn)并在上電期間達(dá)到其最終調(diào)節(jié)值。接下來是第二個(gè)電壓，如圖1所示為VI/O，在指定的延遲后達(dá)到最終值。在掉電期間，電源電壓的排序順序相反。

圖1：順序啟動(dòng)的電壓波形。

第二種技術(shù)稱為比率測(cè)序方法，其中兩種電源電壓同時(shí)達(dá)到調(diào)節(jié)點(diǎn)。但是，如圖2所示，內(nèi)核和I/O電壓具有不同的擺率，使兩個(gè)電壓幾乎同時(shí)達(dá)到其調(diào)節(jié)點(diǎn)。在比率關(guān)斷期間，兩個(gè)輸出電壓在同一時(shí)刻開始斜坡下降，但具有不同的擺率，因此它們幾乎同時(shí)達(dá)到零。

圖2：在比率測(cè)序中，兩個(gè)電源電壓同時(shí)達(dá)到調(diào)節(jié)點(diǎn)。

第三種測(cè)序方法是同時(shí)啟動(dòng)或電壓跟蹤。在這里，兩個(gè)電壓都以相同的壓擺率開始上升。在核心或較低電壓達(dá)到其調(diào)節(jié)水平后，I/O電壓以相同的轉(zhuǎn)換速率繼續(xù)，直到達(dá)到其自身的穩(wěn)壓電壓（圖3）。在斷電排序期間，這種安排是相反的。

圖3：在同步排序中，兩個(gè)電源電壓都以相同的壓擺率開始斜坡上升。

設(shè)計(jì)實(shí)例

GE Energy等電源制造商提供具有內(nèi)置排序功能的非隔離負(fù)載點(diǎn)（POL）轉(zhuǎn)換器模塊，GE稱之為EZ-SEQUENCE。 GE Energy提供多種產(chǎn)品線，將這種額外的靈活性融入負(fù)載，這些負(fù)載需要在上電和下電階段精確測(cè)量電壓。具有內(nèi)置EZ-SEQUENCE功能的三個(gè)GE系列包括TLynx，Austin Lynx II和Austin MegaLynx。該測(cè)序功能可幫助工程師實(shí)施前面討論的三種測(cè)序類型中的任何一種。

所有TLynx模塊中的ON/OFF控制都可以使用外部邏輯控制以所需的順序打開和關(guān)閉它們。它通常用于實(shí)現(xiàn)順序排序方法。通常，邏輯電平信號(hào)以轉(zhuǎn)換器的接地引腳為參考。此外，根據(jù)非隔離POL模塊的類型，邏輯可以是正或負(fù)用于遠(yuǎn)程開/關(guān)控制。

為了實(shí)現(xiàn)比例或同步/跟蹤排序方法，需要在啟動(dòng)和關(guān)閉期間更精確地控制輸出電壓的時(shí)序和斜率。因此，該功能通過名為SEQ的附加引腳實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電壓施加到SEQ引腳時(shí)，輸出電壓一對(duì)一地跟蹤該電壓，直到輸出達(dá)到設(shè)定點(diǎn)電壓。只要使SEQ電壓的最終值高于模塊的設(shè)定點(diǎn)電壓，這就允許以受控方式提出輸出電壓。

比率測(cè)序的電路配置如圖4所示。如圖所示，SEQ引腳上的比例電壓產(chǎn)生兩種不同的輸出壓擺率，每個(gè)模塊在大約相同的瞬間達(dá)到其設(shè)定點(diǎn)電壓。/p》

圖4：通過將與標(biāo)稱輸出電壓成比例的控制電壓施加到電源模塊SEQ引腳來實(shí)現(xiàn)比例測(cè)序。

圖5中繪制了具有控制電壓的SEQ引腳的比率啟動(dòng)序列以及具有相同上升時(shí)間的結(jié)果輸出電壓。

圖5：圖4中兩個(gè)模塊的比率啟動(dòng)的示波器圖。上部波形顯示跟蹤電壓，而兩個(gè)下部波形是輸出電壓。

引用的應(yīng)用筆記1還提供了同時(shí)啟動(dòng)三個(gè)模塊的電路配置。在該同時(shí)排序中，電路使用最高電壓輸出模塊作為其他模塊的SEQ引腳上的控制電壓。這可確保所有輸出跟蹤最高電壓，直到其設(shè)定點(diǎn)電壓。下部輸出模塊的ON/OFF引腳接地或保持開路以保持模塊開啟，因?yàn)檫@些模塊的輸出現(xiàn)在通過SEQ引腳控制。

總之，電路板設(shè)計(jì)人員不僅要提供多個(gè)電壓，還要確保在上電和斷電期間為每個(gè)多電壓IC提供正確的電壓排序。電源模塊中的EZ-SEQUENCE等內(nèi)置電壓排序功能使系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)人員的工作更輕松。通過使用序列引腳和所討論的示例中所示的電路，可以支持所有三種類型的序列 - 順序，同步/跟蹤和比例 - 。