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空间受限应用的最高功率密度、多轨电源方案

空间受限应用的最高功率密度、多轨电源方案

点击数:7218 次   录入时间:03-04 11:33:32   整理:http://www.55dianzi.com   其他电源技术

      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。这样就能显着提高系统的稳定性,尤其是在周期供电时。

      图7所示为典型的上电/关断时序。

      

     

      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。

      

     

      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。

      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。

      



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    低噪声特性

    多个特性可降低电源产生的系统噪声。

    宽电阻可编程开关频率范围:RT引脚上的电阻可在250 kHz至1.4 MHz的范围内设置开关频率。电源设计师可灵活地设置开关频率以避免系统噪声频段。

    降压调节器相移:降压调节器的相移可通过I2C接口设置。默认情况下,通道1和通道2之间以及通道3和通道4之间的相移为180°,如图11所示。反相操作的优势是输入纹波电流和电源接地噪声更低。

      

     

      

     

      时钟同步:开关频率可通过SYNC/MODE引脚同步至250 kHz到1.4 MHz的外部时钟。该能力对于RF和噪声敏感应用很重要。检测到外部时钟时,开关频率平滑过渡至其频率。当外部时钟停止时,器件切换到内部时钟并继续正常工作。与外部时钟同步可使系统设计师远离临界噪声频段,并降低系统中多个器件产生的噪声。

      为成功同步,必须将内部开关频率设置为接近于外部时钟值的值,频率差建议小于±15%。

      通过工厂熔丝或I2C接口,可将SYNC/MODE引脚配置为同步时钟输出。当频率等于内部开关频率时,SYNC/MODE引脚产生占空比为50%的正时钟脉冲。产生的同步时钟与通道1开关节点之间有一个较短的延迟时间(约为 tSW)的15%)。

      图13显示了两个配置为频率同步模式的器件:一个器件配置为时钟输出以同步另一个器件。应当使用100 kΩ上拉电阻,以防SYNC/MODE引脚悬空时发生逻辑错误。

      

     

      两个器件均同步至同一时钟,因此,第一个器件的通道1与第二个器件的通道1之间的相移为0°,如图14所示。

      

     

      ADIsimPower 设计工具

      ADIsimPower? 现在支持多通道高压PMU ADP5050/ADP5052,这些器件从最高15 V的输入为4/5的通道供电,每通道的负载电流最高可达4 A.凭借该设计工具,用户可以级联通道,将高电流通道并联放置以形成8 A电源轨,考虑各通道的热分布,从而优化设计。利用高级特性,用户可以独立指定各通道的纹波和瞬变性能、开关频率、支持半主频率的通道。

      ADIsimPower允许用户在图15所示的软件界面上快速轻松地输入设计要求。

      

     

      软件会智能选择器件并生成完整的物料清单。评估板可以直接在该工具内申请。设计工具支持对各通道进行复杂的控制,如图16所示。



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      利用ADIsimPower,电源设计师可以快速获得准确、经过测试的可靠性能数据,如图17所示。

      

     

      随后便可在评估板上组装设计,如图18所示。

      

     

      

     

      结论

      高度集成的全新PMU可实现具有高电源效率、高可靠性和超小尺寸的复杂电源管理解决方案。全新设计工具与灵活的集成电路相结合,则可缩短这些复杂电源产品的上市时间。ADP505x系列是ADI公司高度集成的多路输出稳压器的最新产品组合,该系列使单个IC能快速轻松地用于许多不同的应用,从而缩短电源设计时间。



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