电源管理--原理、问题和器件(完整版).doc资源-CSDN文库

需积分: 9 35 浏览量 2009-05-28 14:53:56 上传评论收藏 942KB DOC 举报

资源推荐

资源详情

资源评论

电源设计工程师通常采用灵活的电源监控、时序控制和调节电路对系统进行管理。本文主要讨论电源管理的原理和方法。

　　多年来，随着系统内电源数量的增多，为了确保其安全、经济、持续和正常的工作，特别是在使用微处理器时，对电源轨进行监测和控制变

得非常重要。确定电压轨是超过阈值还是处于工作范围内，以及该电压相对于其它电压轨是否按照正确的时序上电或断电，这些对于系统运行的

可靠性和安全性来说都是至关重要的。

　　对于这个问题，有许多解决方案。例如，利用由精密电阻分压器、比较器和基准电压源组成的简单电路，就能够检测电压轨上的电压是高于

还是低于规定的电平。在复位发生器中，如 ADM809，将这类器件与延迟器件结合在一起，能够使微处理器、ASIC（专用集成电路）以及

DSP（数字信号处理器）等在上电时便处于复位状态，这种类型的监控适合于多种应用。

　　当需要监控多路电压轨时，会需要更多的不只是用于简单监控电压的监控 IC。例如，考虑一个常见的电源时序控制需求：FPGA（现场可编

程门阵列）制造商规定，在向器件提供 5V I/O（输入/输出）电压之前，必须先施加 3.3V 的内核电压，并持续至少 20ms，以避免器件上电时受

到损坏。对于系统的可靠性来说，满足这样的时序要求就像要保证器件在规定的电源电压和温度范围内工作一样至关重要。

　　随着应用的发展，电源轨数量也在显著增加。一些复杂、昂贵的系统，如 LAN（局域网）交换机和蜂窝电话基站，线路卡通常会包含 10 路

或更多电压轨；即使是成本敏感的消费类系统，如等离子电视，也可能具有多达 15 路的独立电压轨，其中许多电压轨都需要进行监控和时序控

制。

　　目前，许多高性能的 IC 都需要多路电压。例如，提供独立的内核电压和 I/O 电压已成为许多器件的标准。在高端系统中，每个 DSP 器件会

需要多达四个独立的电源。而在更多情况下，单一系统中可能存在着大量的多电源器件，包括 FPGA、ASIC、DSP、微处理器和微控制器（以

及模拟器件）。

　　系统中有许多器件都可以采用标准电源电压供电（如 3.3V），而另一些器件可能需要专用电压。此外，某些标准电压可能还需要用到很多

不同的地方。例如，有时会需要像 3.3 VANALOG 和 3.3 VDIGITAL 这样独立的模拟电源和数字电源。为了提高效率（如存储器电源轨的电流会

达到数百安培）或满足时序要求（个别器件在不同时间需要 3.3 VA 以及 3.3 VB），可能需要多次产生相同的电压。所有这些因素都导致电源数

量的增加。

　　电压监控和时序控制有时会变得极为复杂，特别是当一个系统必须设计为能够支持上电时序控制和断电时序控制，并能够在工作期间的不同

时间点上对不同电源轨上的所有可能故障状况均产生多种响应时。中心电源管理控制器是解决这个难题的最佳方案。

　　随着电源电压数量的增加，发生故障的几率也随之增加。其风险与电源数量、器件数量和系统复杂程度成正比，外部因素也会增加风险。例

如，如果在初始设计阶段没有完整地定义出主 ASIC 的特性，那么电源设计工程师必须用硬连线实现电压监控阈值和时序控制，但这些都可能会

随着 ASIC 技术指标的改变而发生变化。如果需求发生改变，那么 PCB（印制电路板）必须进行修改，这显然会影响开发进度和成本。另外，某

些特定器件的电源电压技术指标可能会在开发过程中有所改变。在这种情况下，对于任何一个中心电源系统管理器来说，易于调整电源的方法将

会是非常有用的。事实上，对这种系统的电压轨进行监控、时序控制和调节时，灵活性是非常重要的。

　　对选定的故障保护机制和时序控制的鲁棒性进行评估是一件相当庞大的工作，因此，能够简化这一过程的器件将加速电路板的评估，并缩短

上市时间。不论是在工作现场，还是从早期 PCB 开发到原型评估的各个设计阶段，故障记录以及数字化的电压和温度数据都是很有用的特性。

基本监控

　　图 2 所示的是利用 ADCMP361 监控多路电压轨的简单方法，这是一款内置基准电压的双极性输出、±0.275%精度的比较器。由于

ADCMP361 内置 400mV 高精度基准电压源，因此可以精确的监控非常低的电压，例如 0.9V 的电压轨。其中，每路电压轨都使用独立的电路。

电阻分压器将电压轨按比例降低，并为每一路电源设置一个欠压跳变点。所有的输出被连接在一起，产生通用电源良好信号。

图

2

基于比较器的欠压检测，提供通用电源良好输出，可用于

3

路电源系统

由于采用更低电源电压的新工艺的发展，加上遗留的 I/O 电压要求，近年来复杂系统中电压轨的数量大幅增加。当需要监控多路电压轨时，可以

使用能分别监控两路或三路电压轨的多电压监控器，如 ADM13305 以及 ADM13307。ADM6710 与 ADM1184 还可以监控四路电压轨。

ADM6710 可提供预调电压阈值，ADM1184 可提供 4 个高精度(±0.8%)的可调输入信号，能够利用外部电阻分压器网络设置跳变阈值。

多电压监控器

本内容试读结束，登录后可阅读更多

下载后可阅读完整内容，剩余6页未读，立即下载

内容反馈

yanbo1483359

粉丝: 0
资源: 2

最新资源

资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议，欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理！点击此处反馈

feedback-tip