电源跟踪技术
来调节输出电压,以此来使电源相互跟踪。最简单的实现方法是将电流注入电源的反馈节点。在图5中,一个LTC2923跟踪两个电源。生成了一个主斜坡,而且电路被连接至其他从属电源的误差放大器反馈节点,从而使其输出跟随该主斜坡。该电路还使得电压能够一同斜坡下降。该技术是最精巧的,因为它不需要采用串联MOSFET或钳位二极管。然而,并不是所有的电源都具有可以使用的反馈节点,而且,虽然许多电源模块都具有一个修整引脚,但是一般来说输出电压只能在一个很小的范围内调节。因此,大多数实际解决方案均要求采用了上述几类技术的某种组合。
设计实例
---图6中的电路在利用3.3V电源生成2.5V和1.8V电源的情况下实现了电源跟踪。在本例中采用了LTC2923,3.3V电源受控于一个N沟道MOSFET,而2.5V和1.8VDC/DC转换器则是通过其反馈节点得以控制的。
---当3.3V输入电源接通时,晶体管Q1和两个DC/DC转换器被保持在关断状态。当3.3V输入上升(利用电阻器RONA和RONB在ON引脚上进行检测)之后,Q1的栅极由一个内部充电泵缓慢地接通。由于Q1被配置为一个N沟道源极跟随器,因此,RAMP引脚电平开始上升,并提供用于系统的主电压斜坡。
---当针对重合跟踪来对TRACK1和TRACK2引脚上的电阻器进行配置时,电流被强迫流入或流出DC/DC转换器反馈节点,这样其输出将跟踪RAMP引脚电平的变化。图2a中的示波器扫迹便是采用该电路生成的。
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--一旦达到最终电压,LTC2923的FB1和FB2引脚将呈高阻抗状态。如果ON引脚被一个漏极开路逻辑器件拉至低电平,则输出将尾随降至低电平。通过改变与TRACK1和TRACK2引脚相连的电阻器阻值,可使同一个电路进行比例制跟踪或偏移跟踪模式的斜坡上升。图2b和2c中给出的示波器扫迹便是以这种方式生成的。另一种电阻器选择能够采用3.3V电源作为基准电压斜坡来对1.8V和2.5V电源进行排序(见图7)。对于需要三个以上电源的系统,可通过RAMP引脚对多个LTC2923控制器进行菊链式连接,以便控制数目不限的电源。
---当不能使用DC/DC转换器模块的反馈节点时,可采用串联MOSFET来对电源进行跟踪。图8a中的电路采用LTC2922来跟踪三个电源。图8b示出了该电路的输出。当首次施加电源时,串联MOSFET被关断,且5V、3.3V和2.5V电源被允许上电。当电压稳定后,MOSFET被接通,输出电压一起上电。当输出电压达到其终值时,内部开关从输出端回接至模块上的正检测引脚。这将迫使模块对MOSFET的负载侧进行调节,以补偿FET两端的压降。采用一个检测电阻器来提供电路断路器功能,以保护主电源免遭短路故障的损坏,而一个电源良好(PowerGood)引脚用于指示跟踪已完成。
结论
---对于大多数多电源设计来说,相比简单的电源排序,使各电源的电压执行同步上升和下降跟踪是更加可取的解决方案。虽然从理论上讲这样做较为困难,但已经有了专用器件,这些器件能够极大地简化跟踪电路的设计——即使在采用了大量特性迥然不同的电源系统中也是如此。
《电源跟踪技术(第2页)》
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设计实例
---图6中的电路在利用3.3V电源生成2.5V和1.8V电源的情况下实现了电源跟踪。在本例中采用了LTC2923,3.3V电源受控于一个N沟道MOSFET,而2.5V和1.8VDC/DC转换器则是通过其反馈节点得以控制的。
---当3.3V输入电源接通时,晶体管Q1和两个DC/DC转换器被保持在关断状态。当3.3V输入上升(利用电阻器RONA和RONB在ON引脚上进行检测)之后,Q1的栅极由一个内部充电泵缓慢地接通。由于Q1被配置为一个N沟道源极跟随器,因此,RAMP引脚电平开始上升,并提供用于系统的主电压斜坡。
---当针对重合跟踪来对TRACK1和TRACK2引脚上的电阻器进行配置时,电流被强迫流入或流出DC/DC转换器反馈节点,这样其输出将跟踪RAMP引脚电平的变化。图2a中的示波器扫迹便是采用该电路生成的。
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--一旦达到最终电压,LTC2923的FB1和FB2引脚将呈高阻抗状态。如果ON引脚被一个漏极开路逻辑器件拉至低电平,则输出将尾随降至低电平。通过改变与TRACK1和TRACK2引脚相连的电阻器阻值,可使同一个电路进行比例制跟踪或偏移跟踪模式的斜坡上升。图2b和2c中给出的示波器扫迹便是以这种方式生成的。另一种电阻器选择能够采用3.3V电源作为基准电压斜坡来对1.8V和2.5V电源进行排序(见图7)。对于需要三个以上电源的系统,可通过RAMP引脚对多个LTC2923控制器进行菊链式连接,以便控制数目不限的电源。
---当不能使用DC/DC转换器模块的反馈节点时,可采用串联MOSFET来对电源进行跟踪。图8a中的电路采用LTC2922来跟踪三个电源。图8b示出了该电路的输出。当首次施加电源时,串联MOSFET被关断,且5V、3.3V和2.5V电源被允许上电。当电压稳定后,MOSFET被接通,输出电压一起上电。当输出电压达到其终值时,内部开关从输出端回接至模块上的正检测引脚。这将迫使模块对MOSFET的负载侧进行调节,以补偿FET两端的压降。采用一个检测电阻器来提供电路断路器功能,以保护主电源免遭短路故障的损坏,而一个电源良好(PowerGood)引脚用于指示跟踪已完成。
结论
---对于大多数多电源设计来说,相比简单的电源排序,使各电源的电压执行同步上升和下降跟踪是更加可取的解决方案。虽然从理论上讲这样做较为困难,但已经有了专用器件,这些器件能够极大地简化跟踪电路的设计——即使在采用了大量特性迥然不同的电源系统中也是如此。
《电源跟踪技术(第2页)》