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做好自启动不容易,理解稳压器和带隙基准的上电复位需求

作者:时间:2013-08-28来源:网络收藏
-text-size-adjust: auto; orphans: 2; widows: 2; webkit-text-stroke-width: 0px">  解决问题

  图1所示电压基准能够正常工作,因为它有单独的启动电路,可以在两路带隙电流为零时打破平衡。不过,实践证明,它能够确保正常工作在室温,而在高温下可能出现失效,由此可见,启动电路在高温、漏电流变大时非常脆弱,设计者必须在使用弱启动电路(可能不启动)和强启动电路(可能影响正常操作)之间进行权衡。有关带隙启动的课题涉及到很多专利技术。

  本处需要解决的问题相对比较简单,假设负压漏电流处理不当,我们会对基准输出进行钳位。IC内部的ESD二极管为硅二极管(图3),它们会自然把负压钳位在0.6V至0.7V(也可能是两个二极管串联,钳位在1.2V)。可以在基准输出端增加一个小的肖特基二极管,正常工作时,二极管反偏,对电路没有影响,考虑到肖特基二极管会有泄漏。室温下,其正向压降约240mV,随着温度上升(同样电流条件),其正向导通电压下降,如图5所示。

做好自启动不容易,理解稳压器和带隙基准的上电复位需求

  图5. 肖特基二极管典型特性

  由此,可基本解决热启动问题,需要测试时,可以找一个在特定温度下失效的电压基准,把电压基准的输出引到烘箱外面,如有射频干扰,可以采用一小段同轴电缆引出。20pF的电缆电容不会影响直流。测量失效电压基准的输出,请注意可能出现负压(有时IC内部会有两个串联的ESD二极管),假设是-1V。然后,连接一个硅二极管(如1N4747)把电压钳位在0.6V,重新查看基准是否启动,再用两个串联的肖特基管(室温下压降约0.52V),查看基准是否启动。只接入一个肖特基二极管(0.24V)时,查看基准是否启动。把肖特基管加热或放入烘箱中——基准是否启动?通过逐步试验启动门限,可以了解启动裕量。

  加上肖特基二极管可以减轻基准输出被拉至负压的程度,随着温度上升,肖特基二极管正向导通电压变小,减轻了这一问题。测试证明,增加肖特基二极管后,可以防止负压对电压基准的影响,使之可以在高温下启动。

  POR()有几种方式确保正常工作。例如,Maxim的MAX6029电压基准基于单元,该基准必须在正确的工作电压下才能稳定。正如我们在部分所述,会在两个工作点达到平衡并稳定:设计电流和零电流。确保器件启动并避免进入零电流状态是必不可少的条件,设计者要花大量时间就电压、温度和工艺等变化进行电路仿真。MAX5134是4路16位模/数转换器(DAC),其POR电路将器件初始化到已知状态,MAX5134可以复位到零或中间值。针对不同应用,这会是一个很重要的系统安全因素。对于受控马达,如果上电过程中随意变动,有可能对人身造成伤害。由于硬件POR电路独立于任何软件控制,必须在系统软件接管操作之前确保安全工作。另外,POR也应用在非易失数字电位器MAX5482中,光纤通信、电源等系统需要在最终产品测试中进行校准,MAX5428可以记住1024个位置或电压值之一,POR确保上电时自动读出校准值。

  结论

  确保自启动在任何条件下正常工作将面临许多设计挑战,对于IC,POR可以保证系统进入确定的安全状态。有时,如果客户的应用场合超出了IC的工作范围,可以向IC制造商的工程师寻求帮助;但建议用户最好按照制造商文档中的条件限制使用,理由很明显,因为IC设计时就是按照这些参数构建的。

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