現(xiàn)代電子系統(tǒng)板的三種測序解決方案介紹

現(xiàn)代電子系統(tǒng)板需要多個非隔離負(fù)載點（POL）穩(wěn)壓器來為眾多IC供電，如微處理器，存儲器，邏輯等。許多IC需要多個電壓。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。在提供這些多個電壓的同時，系統(tǒng)設(shè)計人員還必須確保在上電和斷電階段電壓處于正確的順序。事實上，有三種不同類型的測序解決方案：順序，比率和同步。

設(shè)計人員必須使用單獨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。

測序技術(shù)

在應(yīng)用三種測序技術(shù)中的任何一種之前，用戶應(yīng)該對每種方法有基本的了解，并知道何時使用一種方法而不是另外兩種方法。由GE Energy（以前稱為Lineage Power）生成的題為“多個模塊的測序指南”的應(yīng)用說明1（AN04-008）提供了幫助，簡要討論了所有三種測序技術(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：順序啟動的電壓波形。

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

圖2：在比率測序中，兩個電源電壓同時達(dá)到調(diào)節(jié)點。

第三種測序方法是同時啟動或電壓跟蹤。在這里，兩個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，兩個電源電壓都以相同的壓擺率開始斜坡上升。

設(shè)計實例

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（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量電壓。具有內(nèi)置EZ-SEQUENCE功能的三個GE系列包括TLynx，Austin Lynx II和Austin MegaLynx。該測序功能可幫助工程師實施前面討論的三種測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。它通常用于實現(xiàn)順序排序方法。通常，邏輯電平信號以轉(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。

為了實現(xiàn)比例或同步/跟蹤排序方法，需要在啟動和關(guān)閉期間更精確地控制輸出電壓的時序和斜率。因此，該功能通過名為SEQ的附加引腳實現(xiàn)。當(dāng)電壓施加到SEQ引腳時，輸出電壓一對一地跟蹤該電壓，直到輸出達(dá)到設(shè)定點電壓。只要使SEQ電壓的最終值高于模塊的設(shè)定點電壓，這就允許以受控方式提出輸出電壓。

比率測序的電路配置如圖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，每個模塊在大約相同的瞬間達(dá)到其設(shè)定點電壓。/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引腳來實現(xiàn)比例測序。

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

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

引用的應(yīng)用筆記1還提供了同時啟動三個模塊的電路配置。在該同時排序中，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，因為這些模塊的輸出現(xiàn)在通過SEQ引腳控制。

總之，電路板設(shè)計人員不僅要提供多個電壓，還要確保在上電和斷電期間為每個多電壓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 - 。