Le séquencement de puissance évite les dommages De nombreuses techniques sont disponibles pour contrôler la séquence de démarrage et la synchronisation de plusieurs rails actuels dans les grands FPGA de système sur puce, et il est important de suivre la séquence correcte spécifiée par le fabricant du périphérique pour éviter Un courant excessif provoque des dommages.
Certaines méthodes sont manipulés grâce à la bonne puissance de sortie du convertisseur respectif, Activer broche de commande pour fournir la séquence suivante. Si le relais est souhaité, un condensateur peut être inséré. Un autre mode de réalisation similaire est utilisée pour réinitialiser le circuit intégré, un front après que la tension d'alimentation atteint le début souhaité suivant convertisseur. chaque méthode présente quelques inconvénients, et ces méthodes ne peuvent pas contrôler l'ordre de mise hors tension. éteindre le rail d'alimentation dans l'ordre inverse correct, si l'appareil est sous tension avec l'ordre aussi important, à la fois il est d'assurer le bon fonctionnement de l'appareil.
L'utilisation d'un circuit intégré de séquencement de puissance est plus stable pour garantir une séquence correcte.Le circuit intégré peut être programmé pour envoyer des signaux d'activation aux points de temps désirés. O champs, la séquence de mise hors tension est encore difficile à contrôler car les condensateurs de découplage sur chaque rail peuvent encore avoir une charge résiduelle après l'extinction du convertisseur, et le temps résiduel peut ne pas être constant et jusqu'à un maximum peut être connecté par rail Capacité totale de découplage de 20mF.
Séquenceur Maintient le contrôle de la mise hors tension
L'utilisation d'un circuit connu ayant une constante de temps, les condensateurs de découplage à libérer activement, le séquenceur capable de maintenir l'ordre correct de la mise hors tension, ce qui est la pratique dans la résistance de décharge d'insertion temporaire en série avec le condensateur.. La figure 2 montre comment l'addition d'un minimum nécessaire Sous le dispositif, un MOSFET soigneusement sélectionné est utilisé pour insérer la résistance dans le circuit.
régulateur circuit figure DC-DC est supposé ne pas continuer à produire un signal de sortie après avoir fourni l'arrêt. Si la sortie régulateur continu-continu peut continuer l'alimentation en énergie après avoir reçu l'instruction d'arrêt, il faut relais supplémentaire pour démarrer le circuit de décharge .
La valeur de R2 doit être choisie pour assurer un temps de décharge approprié afin que le séquenceur puisse être arrêté dans un intervalle de temps acceptable. Notez également que la résistance doit être suffisamment grande pour éviter les pointes de courant excessives et éviter problèmes EMI causés et la contrainte thermique transitoire causée par des condensateurs de découplage et Q2. dans la pratique, une importante à prendre en considération lors de la sélection des valeurs de paramètres R2, tels que la résistance à l'état de Q2 (Rds ()) et une batterie de condensateurs Résistance série équivalente (ESR).
Sélectionner MOSFET Q1 lorsque le seuil de tension de sortie du séquenceur de source de puissance de référence. L'appareil doit être sélectionné tension de seuil de grille suffisamment élevée (VGS (th)), pour faire en sorte que la sortie du séquenceur est fermée pour maintenir un potentiel élevé, mais on notera que, VGS (th) diminue avec la température de jonction augmente. tension d'alimentation de fonctionnement du séquenceur est sélectionné dans le présent exemple 5 V, la tension de sortie minimale spécifiée de la haute tension VGS 4.19V. Q1 est (e) à 60 deg.] C la température ambiante de fonctionnement doit être supérieure à 0,9 V, afin d'assurer un fonctionnement normal. en outre, la porte doit être utilisé pour tirer vers le bas la résistance 100 kQ potentiel de source, afin d'éviter l'ouverture faux. en vue tableau MOSFET VGS (e) de la courbe normalisée et de la température, affichage Diodes les exigences de ZXMP6A13F: à température ambiante 1V minimum garanti VGS (e), puis tombe à 60 °] C à environ 0,9V..
Dans cet exemple, nous supposons que le séquenceur doit être arrêté complètement 10V rail d'alimentation en 100ms. Ainsi, chaque décharge de batterie de condensateurs de découplage rail d'alimentation doit être achevée dans 10ms. L'objectif est d'atteindre la constante de temps RC de 3 fois 8ms faire en sorte que le condensateur se décharge dans le temps requis pour 5% de la pleine tension. lors du calcul de la constante RC, MOSFET batterie de condensateurs RDS (la suite), la résistance parasite et la ligne ESR doivent être en considération conjointement avec la résistance R2.
Supposons combiné ESR du condensateur et la résistance de ligne ne dépasse pas 10M, la valeur de capacité de découplage total de la 15mF des batteries de condensateurs, le RDS (ON) et une valeur appropriée R2 de l'expression suivante est obtenue peuvent être utilisés:
3x (10mΩ + R2 + (1,5 × RDS (ON)) × 15mF = 8ms
En supposant R2 = 50mΩ, le RDS (ON) du MOSFET de puissance Q2 doit être inférieur à 80mΩ à VGS = 4,5V et à une température ambiante de 25 ° C.
Lors de la sélection du MOSFET, et l'effet des variations en fonction de la température dans la variation des lots RDS (ON) doit être considéré comme inclus. RDS (ON) à commande de grille de 4.5V, lorsque la variation est supérieure à la plage de température de fonctionnement prévue peut être jusqu'à 15mΩ. Ainsi, le meilleur l'approche est de déterminer le fabricant et R2 spécifier le maximum de RDS MOSFET sélectionné (s), est environ deux fois Si R2 est 50M, peut être sélectionné Diodes cela signifie DMN3027LFG MOSFET canal N de. VGS = 4.5V, à la température ambiante RDS (ON) et les valeurs typiques sont maximales et 22mΩ 26.5mΩ. Ainsi, RDS (ON) peuvent changer 40mΩ, 15mΩ pour passer du temps de décharge de 95% (3 fois RC) de 3.9ms, en utilisant la taille de pire 20mF Le temps de décharge de la batterie de condensateurs peut être étendu à 5.4ms.
Évaluer l'impulsion unique maximale pour protéger la sécurité du MOSFET
DMN3027LFG sera le temps du courant et de la tension en fonction de la consommation d'énergie dans le condensateur, et par conséquent il est nécessaire d'évaluer la plus grande impulsion unique, de sorte que le MOSFET de puissance peut faire face à la sécurité, tout en veillant à la température de jonction maximale absolue ne dépasse pas la TJ typ nominale (max) = 150 deg.] C pour afficher des détails sur la zone de sécurité de fonctionnement (SOA) de la table de données de MOSFET. si la température ambiante MOSFET d'attaque de grille SOA souhaité de fonctionnement de l'application dans la banque de condensateur chargé avec la décharge de 0.9V, peut être ont reçu une seule courbe SOA est à noter que l'impulsion de courant de crête d'au moins 1 V, une largeur d'impulsion comprise entre 1 ms à 10 ms. demande SOA est applicable à la température ambiante général, avec dissipateur thermique minimal monté à (aussi connu comme configuration minimum espace MRP recommandé) De la carte de circuit, qui est supposé 60 ℃.
D'autres considérations doivent également pouvoir DMN3027LFG (Q2) transistor MOS et une résistance série R2. usage pire, se trouve dans une très courte période de temps pour charger et décharger le condensateur. Le pire cas est supposé, le séquenceur d'alimentation dans la boucle continue peut toutes les 20ms commencent un régulateur continu-continu et ensuite désactivés (10 ms + 10 ms permettent désactivé), DMN3027LFG et R2 seront d'environ 0,5 W de consommation d'énergie. ceci est connu de l'emballage total du condensateur de stockage d'énergie Calculé toutes les 20ms de décharge:
P = E ÷ t = ½ CV2 ÷ 20 ms = 500 mW (en supposant que C = 20 mF, chargé à 1 V)
Réglage de la température maximale DMN3027LFG RDS (ON) de 40mΩ, Q2 et R2, et donc la consommation d'énergie de 222mW, respectivement, et 278mW. Lorsque le RDS (ON) pour un 15mΩ inférieur, R2 va augmenter la consommation d'énergie de 385mW, et ont donc besoin d'utiliser 0.5W Résistance de la note.
Dans une application typique, la température ambiante devrait être proche de 60 ℃, mais au minimum recommandé configuration de plaquette de surface DMN3027LFG à la température ambiante une résistance thermique (RJA) de 130 ℃ / W, la consommation d'énergie de proximité TJ à 90 ℃ 222mW. Ceci indique TJ (max) = 150 ℃ Il y a beaucoup d'espace réservé.
La figure 3 montre le circuit de mode de fonctionnement effectif pour limiter le courant de crête d'environ 12.5A, déchargeant une batterie de condensateurs à partir d'un état de charge initial de 1 V à environ 5% du temps de 4ms, cette valeur est proche de la valeur théorique du résultat du calcul.
