利用斷電保護(hù)功能解決電源排序難題

正如拳擊手邁克·泰森（Mike Tyson）所說：“要想不被擊倒，每個人都需要靈活應(yīng)對?！碑?dāng)優(yōu)秀的拳擊手看穿對手的出招策略時，他們就會取得勝利。但是，出色的拳擊手往往都樂于先吃一拳，然后根據(jù)局勢隨機應(yīng)變，直到找到制勝法寶。同樣，系統(tǒng)設(shè)計人員在遇到電源排序問題時必須學(xué)會靈活變通。通常，最簡單和最節(jié)省成本的解決方案是添加具有斷電和故障安全保護(hù)功能的多路復(fù)用器。

什么是斷電保護(hù)？

斷電保護(hù)是某些模擬開關(guān)中的一項關(guān)鍵功能，有助于解決電源排序難題。當(dāng)今業(yè)界熱衷于低功耗系統(tǒng)，通常有多個電源軌為多個集成電路（IC）供電。您可能會猜到，這可能會讓系統(tǒng)變得混亂。您必須考慮到在添加或更改電源軌時可能會在通電和斷電期間發(fā)生故障。通常來講，防止諸如反向供電或閂鎖之類等的情況的出現(xiàn)可能會令人非常煩惱，因為這些問題可能會在最后一刻發(fā)生。靈活且具節(jié)省成本的解決方案可快速解決問題，如同拳擊手在中招后使出的權(quán)宜之計一樣。

信號開關(guān)和多路復(fù)用器是保護(hù)系統(tǒng)模擬和數(shù)字信號的解決方案。更具體地說，具有斷電保護(hù)的開關(guān)如TMUX1511，是隔離兩個子系統(tǒng)和保護(hù)下游組件的絕佳工具。集成的斷電保護(hù)功能可防止反向供電，從而保護(hù)下游組件免受數(shù)字信號的影響。在圖1中，您可看到一個基本的信號開關(guān)，用于隔離從子系統(tǒng)A到子系統(tǒng)B的3.3V數(shù)字控制信號。

圖1：用于信號隔離的開關(guān)

在安全地將信號傳遞到子系統(tǒng)B之前，處于開啟狀態(tài)的開關(guān)可將控制信號留在子系統(tǒng)A上。通常來講，開關(guān)的目的是指示何時傳遞控制信號，進(jìn)而打開子系統(tǒng)B的關(guān)鍵部分。盡管這聽起來很簡單，但當(dāng)在通電和斷電期間意外發(fā)生失配問題時，就會發(fā)生故障。這種情況下，子系統(tǒng)A的電源軌可在開關(guān)和子系統(tǒng)B之前上電，如圖2所示。

圖2：電源排序期間的反向供電

與圖1對比，來自子系統(tǒng)A的3.3V信號為內(nèi)部靜電放電二極管反向供電，從而接通開關(guān)。這將關(guān)閉通往子系統(tǒng)B的信號路徑，使信號從開關(guān)中（黃色箭頭）漏出，從而出現(xiàn)錯誤的邏輯狀態(tài)，這可能會損壞子系統(tǒng)B并中斷系統(tǒng)啟動。

為了解決這種問題，TI斷電保護(hù)開關(guān)可在輸入/輸出（I/O）管腳上保持高阻抗?fàn)顟B(tài)，從而防止未供電的電源軌（VDD）和SEL管腳出現(xiàn)反向供電現(xiàn)象。

圖3所示為TMUX1511成功隔離了數(shù)字信號，并在電源排序期間保護(hù)了自身和子系統(tǒng)B。由于具有斷電保護(hù)功能，該開關(guān)可將信號路徑與電源軌隔離。因為開關(guān)現(xiàn)在可隔離通電或不通電的子系統(tǒng)，這增加了系統(tǒng)保護(hù)的關(guān)鍵層。最終，這為您提供了一種靈活的方法來解決功率排序難題，即為信號路徑增加保護(hù)。

圖3：具有斷電保護(hù)的TI開關(guān)

SEL管腳中的邏輯信號如何？

如同斷電保護(hù)隔離電源軌和I/O信號路徑的方式一樣，故障保護(hù)邏輯隔離電源軌和SEL管腳邏輯信號，如圖4所示。

圖4：故障安全邏輯開關(guān)可防止反向供電

如果沒有故障保護(hù)邏輯，則SEL或EN管腳中的邏輯信號會向VDD反向供電，從而損壞子系統(tǒng)B和開關(guān)本身。該開關(guān)類似于斷電保護(hù)，可在SEL邏輯管腳上保持高阻抗?fàn)顟B(tài)，從而防止電源在電源排序期間流經(jīng)VDD。

為您選擇合適的開關(guān)

TI的開關(guān)和多路復(fù)用器產(chǎn)品組合涵蓋各種的通道數(shù)、配置和電壓電平。這個功能豐富的產(chǎn)品組合包括具有斷電保護(hù)和故障保護(hù)邏輯功能的開關(guān)，包括TMUX1072。

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