小尺寸电源解决方案
多通道稳压器(如图2所示的微型PMU)内置针对各种I/O电压和输出电容的补偿功能,此外还集成软启动和保护电路。所有这些特性都可以缩短设计和故障排除时间。
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器件制造商正着手简化电路板布局和器件贴放,引脚排列都考虑到让无源组件尽可能靠近各稳压器放置。即便工程师对电源电路设计不甚熟悉或完全不了解,也不必再害怕使用复杂的多路输出稳压器,届时只需遵循制造商的电路板布局和元件选型指南即可。
系统可靠性更高
与分立解决方案相比,使用多通道稳压器设计改进了出现早期故障时的可靠性,因为在PCB上需要放置和检查的元件较少。产品生命周期后期可能出现故障的器件和电路连接也比较少。此外,通过将电源监控器、看门狗定时器和多个稳压器集成到单芯片解决方案中,还改进了系统级可靠性和寿命。
有些多路输出稳压器通过集成用于监控I/O电压轨的高精度上电复位电路,进一步增强了可靠性。在基于微处理器的典型系统中,上电复位电路用来确保内核电压轨处于正确的电平,然后才会让处理器离开复位状态。监控这些供电轨有助于确保最终产品更加可靠。
随着新型微处理器和FPGA的内核电压轨越来越低,高精度上电复位电路变得更加重要。例如,ADP5041提供外部电阻可编程的上电复位,整个温度范围内的精度为±1.5%,从而能够精准地监控最新一代微处理器、ASIC和FPGA的低压内核供电轨。这款器件还集成看门狗定时器,可以监控微处理器代码执行活动,保证处理器安全可靠地工作。
为提高电表等远程系统的可靠性和正常工作时间,该稳压器集成了另一个看门狗电路。如果系统不能正常工作或正确响应,这样可以让远程系统能够自动“周期供电”。
低噪声解决方案
电磁噪声仍然在困扰着基于微处理器的嵌入式系统的设计人员,并且随着设计变得日益复杂,这一问题还在恶化。电源通常是这类不良噪声的来源。
通过小心地排列器件引脚,可以减小电磁噪声的影响。让外部无源元件尽可能靠近各稳压器,可以最大程度地减小电路板寄生效应和噪声。
另一个电源噪声源是在突发模式下的稳压器。强制PWM开关稳压器工作在恒定PWM模式下可以消除这一问题。多通道稳压器上提供专用MODE引脚,因此允许通过微处理器I/O端口进行控制,当受电电路对宽带噪声敏感时,这一特性非常有用。
为了进一步减少噪声,新的集成功率器件通过在集成LDO上提供低输入电压范围进行了优化。这使它们能够将其中一个降压稳压器与LDO相结合,从而提供高效率的低噪声输出。例如,集成到ADI公司µPMU中的LDO采用1.7V至5.5V的输入范围。降压稳压器可以用作前置稳压器,实现5V输入到1.8V输出的高效率压降,然后将此1.8V电压施加于LDO的输入端,以提供低噪声的1.2V输出,从而为敏感的模拟电路供电。
集成LDO具有高电源抑制比(即便Vin-Vout裕量较低)和低固有噪声。此外,稳压器之间的串扰也被降至最小。为噪声敏感型电路供电时,所有这些特性都很重要。
同时,ADP5034采用了相移技术;集成降压稳压器180°反相工作,从而减少了对输入滤波的需求,并允许使用更小的输入电容。
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