Kínálatkövetés és -szekvenálás terhelési ponton: egyszerű tervezés a MOSFET-ek hátrányai nélkül

Bevezetés A többfeszültségű elektronikai rendszerekre gyakran összetett tápfeszültség-követési vagy -sorrendi követelmények támaszkodnak, amelyek be nem tartása esetén rendszerhibákat vagy akár állandó meghibásodást is okozhatnak a területen. Az e követelmények teljesítésének tervezési nehézségei gyakran az elosztott teljesítményű architektúrákban jelentkeznek, ahol a terheléspontos (POL) DC/DC konverterek szétszórva vannak a PC-kártya területén, néha különböző kártyasíkon. A probléma az, hogy a tápáramkörök gyakran az utolsó áramkörök, amelyeket a kártyába kell tervezni, és bele kell illeszteni a megmaradt kis kártyaingatlanba. A központosított szekvenálási-követési megoldások jól működhetnek, de ha nem marad jelentős egybefüggő hely a táblán, és a rendszer specifikációi változnak, akkor egyszerű, beugró, rugalmas lehetőségre van szükség. Ez a kívánság teljesíthető egy nyomkövetési és szekvenálási megoldással, amely a POL-ra telepíthető, és elég kicsi és sokoldalú ahhoz, hogy a rendszer többi részének megzavarása nélkül könnyen beleejthető a táblába. Kívánság teljesítve Az LTC2927 egyszerű és sokoldalú megoldást kínál kis helyigényben mind a nyomon követéshez, mind a szekvenáláshoz a sorozat MOSFET-einek hátrányai nélkül. Minden nyomon követendő vagy szekvenciális POL-átalakítónak egyetlen LTC2927-je lehet a terhelési pontban elhelyezve, ahogy az 1. ábrán látható. Néhány ellenállás és egy kondenzátor kiválasztásával a tápegységek úgy vannak beállítva, hogy felfelé és lefelé haladjanak. különféle feszültségprofilok. A 2. ábra különböző nyomkövetési és szekvenálási forgatókönyveket mutat be, beleértve az egyidejű feszültségkövetést (2a. ábra), az eltoláskövetést (2b. ábra), a ratiometrikus követést (2c. ábra) és a tápellátás sorrendjét (2d. ábra). 1. ábra Tipikus nyomkövető alkalmazás. 2. ábra Tápfeszültség-követés típusai. Sok feszültségkövető megoldás sorozat MOSFET-eket használ, ami a feszültségesést, a további energiafogyasztást és a PC-kártya többletét növeli. Ehelyett az LTC2927 úgy vezérli a tápellátást, hogy áramot közvetlenül a visszacsatoló csomópontokba injektál, így vezérli a tápkimeneteket soros MOSFET nélkül. A 3. ábra az egyszerű „követő cellát” mutatja, amelyet ennek az áramnak a befecskendezésére használnak. Ezenkívül a tápegység stabilitása és a tranziens válasz nem változik, mivel az LTC2927-ből beinjektált áram a tápegység vezérlőhurok dinamikájának megváltoztatása nélkül ellensúlyozza a kimeneti feszültséget. 3. ábra Egyszerűsített nyomkövető cella Az LTC2927 esetében a tápegység követése egyszerű. Egy pár ellenállás konfigurálja a szolga táp viselkedését a mester jelhez képest. Az ellenállások megválasztása arra késztetheti a szolga tápegységet, hogy pontosan kövesse a master jelet, vagy eltérő rámpasebességgel, feszültségeltolással, időkésleltetéssel vagy ezek kombinációjával. A mesterjelet úgy állítják elő, hogy egy kondenzátort a RAMP lábról a földre kötnek, vagy egy másik, nyomon követendő rámpajelet adnak az 1. ábrán látható módon. Példák Tekintsünk egy összetett nyomkövető rendszert. Az 1. ábrán látható kapcsolási rajz egy LTC1628 kettős szinkron lecsökkentő konvertert használ 5.0 V és 3.3 V tápellátás előállításához, valamint egy LTC3728 kettős szinkron lecsökkentő átalakítót használ 2.5 V és 1.8 V tápellátás előállításához 6.0 V bemenetről. A visszacsatoló csomópontokhoz csatlakoztatott négy LTC2927 szabályozza ezeknek a tápanyagoknak a felfutását és lefutását. Az eszközökhöz egy korai VIN-t adnak, amely garantálja a megfelelő működést a kellékek nyomon követése előtt. A specifikáció előírja, hogy az 5.0 V-os és a 3.3 V-os tápegységek egybeesően haladjanak ~20 V/s-os sebességgel, az 1.8 V-os tápnak gyorsan fel kell emelkednie 100 V/s-on, miután a 3.3 V-os tápfeszültség eléri a 2.0 V-ot, a 2.5 V-os tápellátásnak pedig ugyanaz, mint az 1.8 V-os tápé, de 20 ms késéssel. Az LTC2927 adatlap egy 3 lépésből álló tervezési eljárást tartalmaz, amelyet minden kelléknél követnek. Ha ezt az eljárást alkalmazza, használja a következőket az (1) egyenlethez az 1. lépésben, 20 V/s SM fő jel rámpája mellett: 5 V és 3.3 V tápegység egybeesés követése Mivel a fő rámpa sebessége úgy van kiválasztva, hogy egyenlő legyen a kívánt értékkel. az 5V-os és 3.3V-os tápegységek rámpasebessége, az egybeeső követés van kiválasztva. Ha a kapcsolóüzemű tápegység visszacsatoló feszültsége 0.8 V, mint az LTC1628-on, akkor a koincidenciakövetés konfigurálható úgy, hogy a nyomkövető ellenállásokat egyenlőre állítja a visszacsatoló ellenállásokkal (ezt a 2 lépéses tervezési eljárás 3. lépése követi). , A 2 lépéses tervezési eljárás (3) egyenletéből: A 3 lépéses tervezési eljárás (3) egyenletéből: A 3 lépéses tervezési eljárásban RTAʹ az RTA azon értékét jelenti, amely nem okoz késleltetést vagy eltolást. Mivel nincs szükség késleltetésre, RTA = RTAʹ, és a tervezési eljárás 3. lépése szükségtelen. Az 1.8 V-os és a 2.5 V-os tápellátás sorrendje Az 1.8 V-os tápfeszültség 2 V-tal a 3.3 V-os tápfeszültség alá, de 100 V/s rámpa-sebességgel emelkedik. Állítsa be a (100) egyenletben a szolga rámpát 2 V/s-ra, hogy megtalálja az RTB3-at: Hajtsa végre a 2. lépést az RTA3ʹ megoldásával a (3) egyenlet segítségével. A 3. lépés beállítja az RTA3-at a kívánt késleltetésre a 3.3 V-os tápegység és az 1.8 V-os táp között. A 2V-os eltolás ~100ms késleltetést eredményez a választott rámpasebességnél. A 2.5 V-os tápegység felfutási sebessége megegyezik az 1.8 V-os tápfeszültséggel, de további 20 ms-ot késik. A 2. és 3. lépés megismétlése a 2.5 V-os tápegységre a következőket eredményezi: A rendszer követési profilja a 4. ábrán látható. 4. ábra. Az 1. ábrán látható áramkör kimeneti profilja. Ne feledje, hogy a rámpák és késleltetések nem minden kombinációja lehetséges. A kis késleltetések és a szolga rámpa sebességének nagy aránya negatív ellenállásokat igényelhet. Ilyen esetekben vagy növelni kell a késleltetést, vagy csökkenteni kell a szolga rámpa arányát a mester rámpa arányához. Ezenkívül a választott ellenállásértékek nem igényelhetnek 1 mA-nél nagyobb áramot a TRACK és FB érintkezőkből. Ezért győződjön meg arról, hogy 1 mA-nél kevesebb áramlik a TRACK-ból, amikor a VMASTER 0 V-on van. Az 2927. ábrán látható LTC1 közötti kapcsolatok extra vezérlést tesznek lehetővé minden egyes tápegységhez. Ennél a rendszernél a 3.3 V-os tápegység az 5 V-os tápegységet használja fő jelként. Ha valamilyen oknál fogva az 5V-os tápegység összeomlana, a 3.3V-os táp követi lefelé. Hasonlóképpen, az 1.8 V-os és 2.5 V-os tápegységek a 3.3 V-os tápegységet használják fő jelként, és azt fel-le követik. Negatív tápellátás nyomon követése Az LTC2927 segítségével a negatív feszültségszabályozók nyomon követhetők. Az 5. ábra egy követési példát mutat be egy LT3462 invertáló DC/DC átalakítóval –5 V tápellátás előállítására. Ennek az átalakítónak földalapú referenciája van, amely lehetővé teszi az áram levételét egy olyan csomópontból, ahol az RFA ketté van osztva. Az LT3462 FB hálózatból való megfelelő áramfelvételhez áramtükröt kell elhelyezni az LTC2927 és az átalakító közé. A 3-lépéses tervezési eljárás változatlan marad a (2) és (3) egyenlet kisebb módosításaival: Minden más egyenlet változatlan marad. 5. ábra: A GND-re hivatkozott negatív szabályozó ellátásának nyomon követése. A 6a. ábra az 5. ábra követési profilját mutatja 100 V/s rámpa sebességgel. A VMASTER pozitív, de az áttekinthetőség kedvéért az inverz látható. A –5V slave nem húz egészen 0V-ig VMASTER = 0V-nál. Ennek az az oka, hogy a földelt áramtükör nem tudja teljesen a földre húzni a kimenetét. Ha az átalakító FB referenciafeszültsége nagyobb, mint 0 V, vagy ha az áramtükörhöz negatív táp áll rendelkezésre, a hiba eltávolítható. A kapott hullámforma a 6b. ábrán látható. 6. ábra: Az 5. ábra áramkörének kimeneti profilja. Következtetés Az LTC2927 leegyszerűsíti a tápegység nyomon követését és sorrendbe állítását azáltal, hogy kiváló teljesítményt kínál egy kis terhelési ponton. Néhány ellenállás egyszerű vagy összetett tápellátási viselkedést konfigurálhat. A sorozatos MOSFET-ek a parazita feszültségesésekkel és az energiafogyasztásukkal együtt megszűnnek. Az LTC2927 mindezeket a funkciókat egy apró 8 elvezetéses ThinSOT™ és 8 vezetékes (3 mm × 2 mm) DFN csomagban kínálja.

Hagyjon üzenetet 

Üzenetlista