Stromsequenzierungs vermeiden Schäden während des Systemstarts Stromgroß mehr Einzel FPGA-Chip-Stromschiene, gibt es viele Techniken, die verwendet werden, um die Startsequenz zu steuern, und Zeitsteuerung. Entsprechend den angegebenen Gerätehersteller richtige Reihenfolge wichtig ist, so dass die Extraktionsmittel können vermieden werden, Schäden durch Überstrom verursacht.
Einige Methoden manipuliert werden durch die jeweilige Wandlerausgangsleistung gut, Steuerstift Aktivieren der nächste Sequenz zu liefern. Wenn das Relais gewünscht, kann ein Kondensator eingesetzt werden kann. Eine weitere ähnliche Ausführungsform wird verwendet, um den IC zurückgesetzt, ein vorderen nachdem die Stromversorgungsspannung erreicht, den gewünschten Start nächste Konverter. jede Methode hat einige Nachteile, und diese Verfahren die Reihenfolge des Ausschaltens auszuschalten nicht kontrollieren können. die Stromschiene in der korrekten umgekehrten Reihenfolge, wenn das System mit der richtigen Reihenfolge als wichtig eingeschaltet wird, werden sowohl es ist für den sicheren Betrieb des Gerätes zu gewährleisten.
Die Verwendung eines dedizierten Stromsequenzierungs-ICs ist stabiler, um sicherzustellen, dass er in der richtigen Reihenfolge ist.Der IC kann so programmiert werden, dass er Enable-Signale zu den gewünschten Zeitpunkten sendet.Abbildung 1 zeigt, wie der Mehrkanalsequenzer FPGA-Kernlogik, Peripheriegeräte und I / I verwaltet. Bei O-Feldern ist die Abschaltsequenz immer noch schwierig zu steuern, da die Entkopplungskondensatoren auf jeder Schiene nach dem Abschalten des Wandlers noch Restladungen haben können und die verbleibende Zeit möglicherweise nicht konstant ist und pro Schiene bis zu maximal eins angeschlossen werden kann Gesamtentkopplungskapazität von 20mF.
Sequenzer Behält die Abschaltkontrolle bei
Unter Verwendung einer Schaltung mit einer bekannten Zeitkonstante, um den Entkopplungskondensator proaktiv zu entladen, behält der Sequenzer die richtige Abschaltsequenz bei, indem er vorübergehend den Entladewiderstand in den Serienkondensator einführt. Fig. 2 zeigt, wie das Minimum notwendig ist Unter dem Gerät wird ein sorgfältig ausgewählter MOSFET verwendet, um den Widerstand in die Schaltung einzufügen.
Fig Schaltung DC-DC-Regler ausgegangen wird, nicht fortgesetzt werden, ein Ausgangssignal zu erzeugen, nachdem das Herunterfahren bereitstellt. Wenn die Ausgangsgleichspannungsregler die Stromversorgung nach dem Empfang des Abschalten-Befehls fortgesetzt werden können, wird zusätzliches Relais für den Start erforderlich Entladeschaltung .
R2-Werte müssen geeignete Entladezeit, um sicherzustellen, ausgewählt werden, so dass der Sequenzer kann innerhalb eines akzeptablen Zeitintervall Shutdown abgeschlossen werden. Beachten Sie auch, dass der Widerstand groß genug sein muss, Stromspitzen, die Rate zu schnell erhöhen zu verhindern, zu vermeiden Es ergeben sich zusätzliche wichtige Parameter bei der Auswahl von R2-Werten, wie der Einschaltwiderstand von Q2 (RDS (ON)) und die Kapazität der Kondensatorbank Ersatzserienwiderstand (ESR).
Wählen MOSFET Q1, wenn die Referenzstromquelle Sequencer Ausgangsspannungsschwelle. Die Vorrichtung sollte ausreichend hohe Gateschwellenspannung (VGS (th)) ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass der Sequenzer Ausgang geschlossen hohe Potential zu halten, aber Man beachte, dass VGS (th) sinkt mit der Übergangstemperatur steigt. Sequenzers Betriebsversorgungsspannung in dem vorliegenden Beispiel ausgewählt ist, 5 V, die minimale spezifizierte Ausgangsspannung der Hochspannung VGS 4.19V. Q1 ist (th) bei 60 deg.] C Umgebungstemperatur muss größer als 0,9 V sein, um den normalen Betrieb zu gewährleisten. Ferner sollte das Gate verwendet werden Potential Pull-Down-Widerstand 100 kOhm Quelle, falsche Öffnung zu vermeiden. in der Tabellenansicht MOSFET VGS (th) der normalisierten Kurve und Temperatur-Anzeige Diodes Das Unternehmen ZXMP6A13F erfüllt die Anforderungen: um sicherzustellen, dass die minimale VGS (th) bei Raumtemperatur ist 1V, bis 60 ℃, dann fiel auf 0,9 V oder so.
In diesem Beispiel gehen wir davon aus, dass der Sequenzer ganz abgeschaltet 10V-Stromschiene in 100ms werden muß. Somit wird jede Stromschiene Entkoppelkondensators Entleergerät muss innerhalb von 10 ms abgeschlossen sein. Das Ziel ist es, den RC-Zeitkonstante von 3 mal 8 ms zu erreichen um sicherzustellen, dass innerhalb der geforderten Zeit zu 5% der vollen Spannung der Kondensator entlädt., wenn der RC-konstante zu berechnen, Kondensatorbank MOSFET RDS (die oN), in Betracht der parasitäre Widerstand und die ESR-Linie zusammen mit dem Widerstand R2 sein muss.
Angenommen kombinierten ESR des Kondensators und der Leitungswiderstand nicht mehr als 10 M, der gesamte Entkopplungskapazitätswert der Kondensatorbank 15mF, die RDS (ON), und ein geeigneter Wert R2 des folgenden Ausdrucks erhalten werden:
3X (10 M + R2 + (1,5 · RDS (ON))) × 15mF = 8ms
Angenommen, R2 = 50mΩ, der Leistungs-MOSFET Q2 RDS (ON) bei VGS = 4,5 V und einer Umgebungstemperatur von 25 deg.] C liegen weniger als 80mΩ.
Wenn die MOSFET der Auswahl, und die Wirkung der temperaturabhängigen Veränderungen des RDS (ON) Chargenvariation sollte enthalten betrachtet werden. RDS (ON) bei 4,5 V Gate-Ansteuerung, wenn die Veränderung des erwarteten Betriebstemperaturbereich überschreitet bis 15mΩ sein kann. So ist die beste der Ansatz ist den Hersteller und R2 gibt das Maximum des ausgewählten MOSFET RDS (oN) etwa doppelt, um zu bestimmen, wie wenn R2 50mΩ ist, Dioden DMN3027LFG N-Kanal-MOSFETs ausgewählt werden kann. Dies bedeutet, VGS = 4,5 V, bei Raumtemperatur die RDS (ON) und die typischen Werte sind Maximal und 22mΩ 26.5mΩ. Somit RDS (ON) kann 40mΩ, 15mΩ ändert aus der Entladezeit von 95% (3-mal RC) von 3.9ms zu springen, am schlechtesten 20mF Größe mit Die Entladezeit der Kondensatorbank kann auf 5,4 ms verlängert werden.
Werten Sie den maximalen Einzelimpuls aus, um die MOSFET-Sicherheit zu schützen
DMN3027LFG wird im Laufe der Zeit auf den Strom und die Spannung als Funktion des Energieverbrauches in dem Kondensator, und daher gibt es muß den größten Einzelimpuls zu beurteilen, so dass das Leistungs-MOSFET mit Sicherheit gewachsen ist, während die absolute maximale Sperrschichttemperatur zu gewährleisten wird den Nenn Typen TJ nicht überschreiten (max) = 150 deg.] C. Details über den sicheren Betriebsbereich zu sehen (das SOA) Tabelle MOSFET-Daten. in der Kondensatorbank SOA Gate-Treiber-MOSFET gewünschte Umgebungstemperatur mit 0,9 V Entladung aufgeladen anhand der Anwendung soll, kann sein erhalten, soll eine einzige SOA-Kurve, daß der Impulsspitzenstrom von mindestens 1 V, eine Impulsbreite von zwischen 1 ms bis 10 ms. SOA Anwendung beachtet wird, wird die allgemeine Umgebungstemperatur gilt, mit minimalem Wärmeableiter an (auch bekannt als Abstandshalter MRP minimalen empfohlene Konfiguration) montiert wenn die Leiterplatte, das heißt die 60 ℃ angenommen.
Weitere Überlegungen müssen auch Strom DMN3027LFG (Q2) MOSFET und einen Serienwiderstand R2. Worst-Nutzung, in einem sehr kurzen Zeitraum ist, den Kondensator zu laden und zu entladen. Der schlimmste Fall angenommen wird, kann den Leistungs Sequenzer in die kontinuierliche Schleife alle 20ms beginnen, einen DC-DC-Regler und dann deaktiviert (10 ms + 10 ms ermöglichen disabled), DMN3027LFG und R2 ungefähr 0,5 W der Stromverbrauches sind. Dies wird von dem Gesamtenergiespeicherkondensatorpack bekannt Berechnet alle 20ms Entladung:
P = E ÷ t = ½CV2 ÷ 20ms = 500mW (vorausgesetzt, C = 20mF, berechnet auf 1V)
Einstellen der maximalen Temperatur DMN3027LFG RDS (ON) von 40mΩ, Q2 und R2, und somit den Stromverbrauch von 222mW jeweils und 278mW. Wenn die RDS (ON) zu einem unteren 15mΩ wird R2 den Stromverbrauch von 385mW erhöhen und müssen daher 0.5W verwenden Widerstand der Bewertung.
In einer typischen Anwendung wird die Umgebungstemperatur auf 60 ℃ nahe zu sein erwartet, aber bei minimaler DMN3027LFG Kissenkonfiguration empfohlen thermischen Widerstand (RJA) von 130 ℃ / W, der Stromverbrauch der Nähe TJ bei 90 ℃ 222mW auf Umgebungs. Dies zeigt, TJ (max) = 150 ℃ vielen reservierten Platz.
Abbildung 3 zeigt die tatsächliche Betriebsart Schaltung Spitzenstrom von etwa 12.5A zu begrenzen, eine Kondensatorbank von einem Anfangsladezustand von 1 V bis etwa 5% der Zeit 4ms Entladen dieser Wert nahe dem theoretischen Wert des Berechnungsergebnisses.
