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电源模块关于集成设计的解决办法
- 发布日期：2024-11-15 08:26 点击次数：129 由于较新的应用和系统通常具有多个电压来为数字信号处理器(数字信号处理器)、微控制器(微控制器)、现场可编程门阵列(现场可编程门阵列)和专用集成电路(专用集成电路)供电，现代电源设计必须能够控制这些电压在电源开关激活后如何以及何时上升到最终值。 在许多情况下，这些电源还需要能够提升至负载中预先存在的电压。 有些设计要求电源能够在最终测试时或在特定时间修改其输出，以在电压、电流和负载功率的最差情况变化的指定容限内测试系统负载。 许多电源模块设计师已经将这些解决方案集成到他们的产品中。电源管理集成电路解决方案也可以将这些功能中的一个或多个集成到单个芯片中。 在本文中，我们将重点关注电源模块随着集成设计解决方法 边缘化为了测试电源电压波动时电源的鲁棒性，负载电路应在最差电源电压范围内进行动态测试——该函数定义为裕量 通常，该功能用于电信、存储、网络和服务器设备的制造阶段，以便评估这些系统的未来可靠性。 不同程度的裕度控制包括“通过/失败”方法，其中所有功率输出增加或减少5%、10%或一些其他选定的裕度 有时需要更精细的调整方法，例如，输出电压以更小的步长增加或减少。+-.10或。+- 100毫伏，以便更详细地评估系统性能。 有时使用外部模数转换器(模数转换器)来精确测量这些值，但当然，模数转换器必须由单独的电源电压供电，而不是边缘电压，否则可能会影响模数转换器的精度。 在裕度调整期间，还必须禁用任何复位功能，以便系统能够继续正常运行，否则系统可能在裕度测试期间复位。 电源模块设计师必须考虑所有这些问题 艾默生网络能源公司拥有POLA联盟模块PTH05060系列，具有上限/下限控制和预偏置启动功能 德克萨斯仪器公司也提供POLA组件；这些引脚与其他POLA模块兼容——指定为PTH05060WAD，这里我们链接到它们的via版本，但它们也有表面贴装版本。 适用于这些类型的电源模块，通常有一个外部电阻， 电子元器件采购网 它是分压电路的一部分，内部连接到模块内部电路VOUT 通过数据手册中的公式选择外部电阻，以设置电源模块的输出电压。 PTH系列电源模块包含用于执行输出电压裕量的电路 提供了两个控制输入，“向上裕量”和“向下裕量” 将裕量增加控制器接地可以将模块的输出电压提高5% 同样，将裕量下降引脚接地可以将输出电压降低5% 图1的电路(来自数据手册)显示了如何使用输出裕量函数的示例。 只需要两个低泄漏晶体管(通常是场效应晶体管) 电阻RD和RU是可选的 如果所需的调整少于5%，包括它们
图1:电源模块边缘应用电路 (由德州仪器提供 )
预偏置启动当负载上的外部电压低于电源模块输出被完全激活 当来自另一个电源的电流通过双电源逻辑部件(例如专用集成电路或现场可编程门阵列)反馈时，这通常发生在复杂的数字系统中 另一种可能的路径可以是通过箝位二极管，作为双上电时序事件的一部分 使用同步整流器的功率模块设计尤其容易受到这种情况的影响 原因是在大多数操作系统下，同步整流器驱动器吸收电流，源输出电流 艾默生网络能源PTH03010W系列就是一个例子电源模块具有预偏置功能(图2)
图2:电源模块预偏置启动应用示意图
在预偏置启动期间，输出电压上升前有10毫秒的短暂延迟 然后，输出电压通常在模块的软启动控制下上升。 当输出电压上升到设定点电压或“跟踪”引脚电压时，启动完成，以最低者为准(图3)
图3:预偏置启动波形显示可忽略的电流，直到输出上升到反馈二极管DM1和D2的电流以上 (由德州仪器提供) )
摘要在复杂数字电路解决方案领域，简单的外部“管理”技术不足以让某些电源先打开，然后再关闭 设计师需要注意“隐形路径”，需要使用正确的“软启动”对电源进行排序，并适当降低各种电源的速度，而不与其他电路要求相冲突，从而导致系统故障或重启情况。 每种设计都有不同的电源管理要求，可能需要额外的外部解决方案电源模块制造商整合到他们的产品中 仔细提前规划和理解数字电路要求将防止项目结束时严格的电路重新设计。 有必要仔细阅读设计中使用的所有设备的数据表。
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