Seguiment i seqüenciació del subministrament al punt de càrrega: disseny fàcil sense els inconvenients dels MOSFET

Introducció Els sistemes electrònics multitensió sovint estan carregats de complexos requisits de seguiment o seqüenciació de la tensió de la font d’alimentació, que, si no es compleixen, poden provocar fallades del sistema o fins i tot fallades permanents al camp. Les dificultats de disseny per complir aquests requisits sovint s’inclouen en arquitectures de potència distribuïda on els convertidors CC / DC de punt de càrrega (POL) estan dispersos per l’espai de la placa de la PC, de vegades en diferents plans de la placa. El problema és que els circuits de subministrament d’energia solen ser els darrers que es dissenyen a la placa, i s’han d’adaptar a qualsevol petita propietat immobiliària que quedi. Les solucions de seguiment de seqüenciació centralitzades poden funcionar bé, però quan no queda cap espai contigu significatiu en una placa i les especificacions del sistema estiguin canviant, es desitja una opció senzilla i flexible. Aquest desig es pot complir amb una solució de seguiment i seqüenciació que s’instal·la al POL i que és prou petita i versàtil com per deixar-la fàcilment a la placa sense interrompre la resta del disseny del sistema. Wish Lucked El LTC2927 proporciona una solució senzilla i versàtil en una petita petjada tant per al seguiment com per a la seqüenciació sense els inconvenients dels MOSFET de la sèrie. Cada convertidor POL que s'ha de rastrejar o seqüenciar pot tenir un sol LTC2927 situat al punt de càrrega tal com es mostra a la figura 1. En seleccionar uns quants resistors i un condensador, els subministraments es configuren per augmentar i baixar amb un varietat de perfils de tensió. La figura 2 mostra diversos escenaris de seguiment i seqüenciació, inclosos el seguiment de voltatge simultani (figura 2a), el seguiment de desplaçament (figura 2b), el seguiment ratiomètric (figura 2c) i la seqüenciació de subministrament (figura 2d). Figura 1. Aplicació de seguiment típica. Figura 2. Tipus de seguiment de la tensió de l’alimentació. Moltes solucions de seguiment de voltatge fan servir MOSFET de la sèrie, cosa que afegeix una caiguda de voltatge, consum d’energia addicional i béns immobles de placa de PC addicionals. En canvi, el LTC2927 controla els subministraments injectant corrent directament als nodes de retroalimentació, controlant així les sortides de subministrament sense MOSFET de sèrie. La figura 3 mostra la senzilla "cel·la de seguiment" que s'utilitza per injectar aquest corrent. A més, l'estabilitat de la font d'alimentació i la resposta transitòria no es veuen afectades perquè el corrent injectat del LTC2927 compensa la tensió de sortida sense alterar la dinàmica del bucle de control de la font d'alimentació. Figura 3. Cèl·lula de seguiment simplificada El seguiment de la font d'alimentació és senzill amb el LTC2927. Un parell de resistències configura el comportament d'un subministrament d'esclaus en relació amb un senyal mestre. L'elecció de les resistències pot provocar que un subministrament esclau rastregi el senyal mestre exactament o amb una velocitat de rampa diferent, un desplaçament de tensió, un retard de temps o una combinació d'aquests. Es genera un senyal mestre lligant un condensador des del pin RAMP a terra o subministrant un altre senyal de rampa que es farà un seguiment tal com es mostra a la figura 1. Exemples Considereu un sistema de seguiment complex. L’esquema de la figura 1 utilitza un convertidor de descens síncron doble LTC1628 per produir subministraments de 5.0 V i 3.3 V i un convertidor de descens síncron de doble LTC3728 per produir subministraments de 2.5 V i 1.8 V a partir d’una entrada de 6.0 V. Quatre LTC2927 connectats als nodes de retroalimentació controlen el comportament de pujada i baixada d’aquests subministraments. Es proporciona un VIN primerenc als dispositius per garantir un funcionament correcte abans de fer un seguiment dels subministraments. L'especificació requereix que els subministraments de 5.0 V i 3.3 V es facin un seguiment coincident a ~ 20 V / s, el subministrament d'1.8 V hauria d'augmentar ràpidament a 100 V / s després que el subministrament de 3.3 V arribi a 2.0 V i el subministrament de 2.5 V hauria d'augmentar a la mateixa taxa que el subministrament d’1.8 V, però retardat en 20 ms. El full de dades LTC2927 inclou un procediment de disseny de 3 passos que se segueix per a cada subministrament. Quan utilitzeu aquest procediment, utilitzeu el següent per a l’equació (1) al pas 1, amb una velocitat de rampa de senyal mestra SM de 20V / s: seguiment de coincidències de subministrament de 5 V i 3.3 V, ja que la velocitat de rampa mestra és triada igual a la desitjada velocitat de rampa dels subministraments de 5V i 3.3V, se selecciona el seguiment coincident. Si el voltatge de retroalimentació de la font d’alimentació de commutació és de 0.8 V, tal com passa al LTC1628, es pot configurar el seguiment coincident configurant les resistències de seguiment iguals a les resistències de retroalimentació (verificat seguint el pas 2 del procediment de disseny en 3 passos). , A partir de l’equació (2) del procediment de disseny de 3 passos: A partir de l’equació (3) del procediment de disseny de 3 passos: en el procediment de disseny de 3 passos RTAʹ representa el valor de RTA que no produeix cap retard ni compensació. Com que no es desitja cap retard, RTA = RTAʹ i el pas 3 del procediment de disseny no són necessaris. Seqüenciació de subministrament d’1.8V i 2.5V El subministrament d’1.8V augmenta 2V per sota del subministrament de 3.3V, però a una velocitat de rampa de 100V / s. Estableix la velocitat de rampa d’esclau a 100V / s a ​​l’equació (2) per trobar RTB3: Completa el pas 2 resolent RTA3ʹ mitjançant l’equació (3). El pas 3 ajusta RTA3 per al retard desitjat entre el subministrament de 3.3 V i el subministrament de 1.8 V. Un desplaçament de 2 V comporta un retard de ~ 100 ms per a la velocitat de rampa escollida. El subministrament de 2.5 V té la mateixa velocitat de rampa que el subministrament de 1.8 V, però es retarda 20 ms més. Repetint els passos 2 i 3 per al subministrament de 2.5 V es produeix el següent: El perfil de seguiment d’aquest sistema es mostra a la figura 4. Figura 4. Perfil de sortida del circuit de la figura 1. Tingueu en compte que no totes les combinacions de velocitats de rampa i retards són possibles. Petits retards i grans proporcions de velocitat de rampa esclava a velocitat de rampa mestra poden donar lloc a solucions que requereixen resistències negatives. En aquests casos, cal augmentar el retard o reduir la relació entre la taxa de rampa esclava i la taxa de rampa mestra. A més, els valors de resistència escollits no haurien de requerir més de 1 mA per fluir dels pins TRACK i FB. Per tant, confirmeu que menys de 1mA flueix de TRACK quan VMASTER és a 0V. Les connexions entre cada LTC2927 que es mostra a la figura 1 permeten un control addicional per a cada subministrament. Amb aquest sistema, l’alimentació de 3.3 V utilitza l’alimentació de 5 V com a senyal principal. Si per algun motiu el subministrament de 5V s’hauria de col·lapsar, el subministrament de 3.3V el seguirà. De la mateixa manera, els subministraments 1.8V i 2.5V utilitzen el subministrament de 3.3V com a senyal principal i el segueixen amunt i avall. Seguiment de subministrament negatiu És possible fer un seguiment de reguladors de voltatge negatius amb el LTC2927. La figura 5 mostra un exemple de seguiment que utilitza un convertidor DC / DC d'inversió LT3462 per produir un subministrament de –5V. Aquest convertidor té una referència a terra, que permet extreure corrent d’un node on s’ha dividit RFA en dos. Per treure correctament el corrent de la xarxa LT3462 FB, s’ha de col·locar un mirall de corrent entre el LTC2927 i el convertidor. El procediment de disseny de 3 passos continua sent el mateix amb petites modificacions a les equacions (2) i (3): totes les altres equacions segueixen sent les mateixes. Figura 5. Seguiment del subministrament del regulador negatiu de referència GND. La figura 6a mostra el perfil de seguiment de la figura 5 amb una velocitat de rampa de 100V / s. VMASTER és positiu, però la inversa es mostra per claredat. L'esclau –5V no arriba fins a 0V a VMASTER = 0V. Això es deu al fet que el mirall actual de referència a terra no pot arrossegar la seva sortida fins a terra. Si el convertidor té una tensió de referència FB superior a 0V o si hi ha una alimentació negativa disponible per al mirall actual, es pot eliminar l'error. La forma d'ona resultant es mostra a la figura 6b. Figura 6. Perfil de sortida del circuit de la figura 5. Conclusió El LTC2927 simplifica el seguiment i la seqüenciació de la font d'alimentació oferint un rendiment superior en una àrea de punt de càrrega minúscula. Algunes resistències poden configurar comportaments de subministrament senzills o complexos. Els MOSFET de la sèrie s’eliminen juntament amb les seves caigudes de tensió parasitàries i el consum d’energia. El LTC2927 ofereix totes aquestes funcions en un petit paquet DFN de 8 derivacions ThinSOT ™ i 8 derivacions (3 mm × 2 mm).

Deixa un missatge 

Llista de missatges