सिस्टम स्टार्टअप वर्तमान के बड़े पैमाने एकाधिक एकल FPGA चिप बिजली रेल के दौरान पावर अनुक्रमण से बचने क्षति, वहाँ कई तकनीकों जो स्टार्टअप अनुक्रम और समय। निर्दिष्ट डिवाइस निर्माता सही क्रम महत्वपूर्ण है के अनुसार नियंत्रित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, इसलिए निष्कर्षण साधन बचा जा सकता है अत्यधिक वर्तमान कारणों का नुकसान
कुछ तरीकों, संबंधित कनवर्टर उत्पादन शक्ति अच्छा के माध्यम से छेड़छाड़ कर रहे हैं, अगले अनुक्रम की आपूर्ति करने के लिए नियंत्रण पिन सक्षम करें। यदि रिले वांछित एक संधारित्र डाला जा सकता है। एक और इसी तरह के अवतार आईसी, एक सामने पुनर्स्थापित करने के लिए प्रयोग किया जाता है बिजली की आपूर्ति वोल्टेज के बाद वांछित आरंभ अगले कनवर्टर तक पहुँचता है। प्रत्येक विधि कुछ कमियां भी हैं, और इन तरीकों बिजली बंद के आदेश पर नियंत्रण नहीं कर सकते हैं।, सही उलटे क्रम में बिजली रेल बंद कर देते हैं, तो सत्ता महत्वपूर्ण है, दोनों के रूप में सही क्रम के साथ चालू है यह सुनिश्चित करना है कि डिवाइस सुरक्षित रूप से काम कर सकता है
समर्पित बिजली आईसी, जो और अधिक स्थिर है उन्हें क्रमबद्ध सही क्रम सुनिश्चित करने के लिए। आईसी प्रोग्राम, के लिए क्रमश: समय बिंदु पर प्रेषित संकेत सक्षम करें। चित्र 1 से पता चलता है कि कैसे एक मल्टी चैनल अनुक्रमक प्रबंधन FPGA तर्क कोर, परिधीय और मैं / हे बिजली के क्षेत्र। फिर भी, बिजली बंद अनुक्रम अभी भी नियंत्रण करने के लिए मुश्किल है, क्योंकि प्रत्येक शक्ति रेल आरोप में decoupling capacitors संक्रमण के बाद बंद कर दिया रह सकते हैं, और शेष समय प्रत्येक शक्ति रेल जितना संभव हो उतना ऊपर से जुड़ा हुआ है, जरूरी नहीं है decoupling capacitors की कुल 20mF।
अनुक्रमक बिजली बंद नियंत्रण बनाए रखने के
एक ज्ञात सर्किट का उपयोग करते हुए एक समय लगातार हो रही है, संधारित्र decoupling सक्रिय रूप से निर्वहन, अनुक्रमक बिजली बंद है, जो संधारित्र के साथ श्रृंखला में अस्थायी प्रविष्टि मुक्ति बाधा में प्रथा है की सही व्यवस्था बनाए रखने के। अंजीर। 2 से पता चलता सक्षम कैसे एक न्यूनतम आवश्यक के अलावा कम तत्व, ध्यान से चयनित MOSFET बाधा सर्किट में डाला की एक जोड़ी का उपयोग कर।
अंजीर सर्किट डीसी-डीसी नियामक नहीं माना जाता है शटडाउन प्रदान करने के बाद एक निर्गम संकेत उत्पादन जारी रखा है। उत्पादन डीसी-डीसी नियामक बंद अनुदेश प्राप्त करने के बाद बिजली की आपूर्ति जारी रख सकते हैं, तो अतिरिक्त रिले सर्किट निर्वहन शुरू करने के लिए आवश्यक है ।
आर 2 मूल्यों उचित निर्वहन समय सुनिश्चित करने के लिए चयन किया जाना चाहिए, ताकि अनुक्रमक एक स्वीकार्य बंद समय अंतराल के भीतर पूरा किया जा सकता है। यह भी ध्यान रखें कि प्रतिरोध वर्तमान spikes दर से बचने के लिए बहुत तेजी से वृद्धि को रोकने के लिए इतना बड़ा होना चाहिए ईएमआई समस्याओं के कारण और क्षणिक थर्मल तनाव संधारित्र और Q2 decoupling की वजह से। व्यवहार में, कुछ अतिरिक्त महत्वपूर्ण है जब इस तरह के रूप R2 पैरामीटर मान, के चयन पर विचार करने के लिए प्रतिरोध Q2 (आरडीएस (पर)) और एक संधारित्र बैंक की बराबर श्रृंखला प्रतिरोध (ESR)।
MOSFET Q1 करें जब संदर्भ शक्ति के स्रोत अनुक्रमक आउटपुट वोल्टेज सीमा। तंत्र पर्याप्त रूप से उच्च गेट दहलीज वोल्टेज चयन किया जाना चाहिए (वीजीएस (th)), यह सुनिश्चित करें कि अनुक्रमक उत्पादन उच्च क्षमता बनाए रखने के लिए बंद कर दिया है, लेकिन ध्यान दें कि, वीजीएस (th) जंक्शन तापमान बढ़ जाता है के साथ कम हो जाएगा। अनुक्रमक ऑपरेटिंग आपूर्ति वोल्टेज 60 डिग्री पर उपस्थित उदाहरण 5V, न्यूनतम निर्दिष्ट उच्च वोल्टेज वीजीएस 4.19V के उत्पादन में वोल्टेज। Q1 है (th) में चयन किया जाता है।] सी परिवेश ऑपरेटिंग तापमान 0.9v से अधिक होना चाहिए, क्रम में सामान्य संचालन को सुनिश्चित करने। इसके अलावा, गेट पुल-डाउन करने के लिए बाधा 100kΩ स्रोत संभावित, झूठी उद्घाटन से बचने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए। सामान्यीकृत वक्र और तापमान, प्रदर्शन डायोड तालिका दृश्य MOSFET वीजीएस (th) में ZXMP6A13F की आवश्यकताओं: गारंटीकृत न्यूनतम वीजीएस (th) कमरे के तापमान 1V पर, फिर 60 डिग्री सेल्सियस के लिए 0.9v के बारे में चला जाता है]।।
इस उदाहरण में, हम मानते हैं कि अनुक्रमक 100ms में पूरी तरह 10V बिजली रेल शट डाउन किया जाना चाहिए। इस प्रकार, प्रत्येक शक्ति रेल decoupling संधारित्र बैंक मुक्ति 10ms के भीतर पूरा किया जाना चाहिए। लक्ष्य 3 बार 8ms की आर सी समय लगातार हासिल करने के लिए है यह सुनिश्चित करें कि पूर्ण वोल्टेज के 5% करने के लिए आवश्यक समय के भीतर संधारित्र निर्वहन। जब आर सी निरंतर गणना करते समय, MOSFET आरडीएस संधारित्र बैंक (पर), परजीवी प्रतिरोध और ESR लाइन को ध्यान में एक साथ बाधा R2 के साथ होना चाहिए।
संधारित्र के ESR संयुक्त मान लीजिए और लाइन प्रतिरोध 10mΩ, संधारित्र बैंक 15mF की कुल decoupling समाई मूल्य से अधिक नहीं है, आरडीएस (ON) और एक उपयुक्त मूल्य निम्नलिखित अभिव्यक्ति प्राप्त किया जाता है की आर 2 इस्तेमाल किया जा सकता:
3x (10mΩ + R2 + (1.5 × आरडीएस (ON))) × 15mF = 8ms
मान लीजिए आर 2 = 50mΩ, बिजली MOSFET Q2 आरडीएस (ON) वीजीएस = 4.5V और 25 डिग्री के परिवेश के तापमान पर।] सी 80mΩ से कम होना चाहिए।
जब MOSFET, और आरडीएस (ON) बैच विभिन्नता में तापमान पर निर्भर परिवर्तन के प्रभाव का चयन शामिल माना जाना चाहिए। आरडीएस (ON) 4.5V गेट ड्राइव, जब भिन्नता की उम्मीद ऑपरेटिंग तापमान रेंज से अधिक है 15mΩ अप करने के लिए हो सकता है। इस प्रकार सबसे अच्छे रूप में दृष्टिकोण निर्माता निर्धारित करने के लिए और R2 चयनित MOSFET आरडीएस की अधिकतम (पर) निर्दिष्ट है के बारे में दो बार के रूप तो आर 2 50mΩ है, चुना जा सकता है डायोड DMN3027LFG एन चैनल MOSFET के। इसका मतलब यह है वीजीएस = 4.5V, कमरे के तापमान पर है आरडीएस (ON) और ठेठ मूल्यों अधिकतम कर रहे हैं और 22mΩ 26.5mΩ। इस प्रकार, आरडीएस (ON) 40mΩ, 15mΩ 95% से मुक्ति-समय पर कूद करने के (3 बार आर सी) 3.9ms के बदल सकते हैं, सबसे खराब 20mF आकार का उपयोग यह मुक्ति समय लंबा हो सकता है जब 5.4ms को संधारित्र बैंक।
सबसे बड़ा एकल पल्स सुरक्षा MOSFET सुरक्षा का आकलन करें
DMN3027LFG वर्तमान और संधारित्र में ऊर्जा की खपत के एक समारोह के रूप में वोल्टेज के समय के साथ, और इसलिए सबसे बड़ा एकल पल्स आकलन करने के लिए है, ताकि बिजली MOSFET, सुरक्षा के साथ सामना कर सकते हैं निरपेक्ष अधिकतम जंक्शन तापमान सुनिश्चित करते हुए मूल्यांकन typ टीजे (अधिकतम) = 150 से अधिक नहीं होगा की जरूरत है जाएगा डिग्री।] सी सुरक्षित संचालन क्षेत्र (SOA) MOSFET डेटा तालिका के बारे में विवरण देखने के लिए। 0.9v मुक्ति का आरोप संधारित्र बैंक में आधारित अनुप्रयोग की एसओए गेट ड्राइव MOSFET वांछित परिवेश ऑपरेटिंग तापमान, हो सकता है चाहिए एक भी एसओए वक्र ध्यान दिया जाना चाहिए प्राप्त है कि कम से कम 1V, 10ms। एसओए आवेदन करने के लिए 1ms के बीच की एक पल्स चौड़ाई की नब्ज वर्तमान शिखर, सामान्य परिवेश के तापमान पर लागू नहीं होगी कम से कम हीट सिंक के साथ कम से घुड़सवार (भी स्पेसर एमआरपी न्यूनतम अनुशंसित विन्यास के रूप में जाना जाता है) जब सर्किट बोर्ड, ग्रहण 60 ℃ अर्थात।
इसके अलावा विचार भी बिजली DMN3027LFG (Q2) MOSFET और एक श्रृंखला प्रतिरोध आर 2 की जरूरत है। सबसे बुरे उपयोग, समय चार्ज और संधारित्र का निर्वहन करने का एक बहुत ही कम अवधि में है। सबसे खराब स्थिति माना जाता है, निरंतर लूप में बिजली अनुक्रमक कर सकते हैं हर 20ms एक डीसी-डीसी नियामक शुरू हुई और फिर निष्क्रिय (10ms + 10ms विकलांग सक्षम), DMN3027LFG और R2 बिजली की खपत का लगभग 0.5W हो जाएगा। इस कुल ऊर्जा भंडारण संधारित्र पैक से जाना जाता है हर 20ms निर्वहन परिकलन:
पी = ई ÷ टी = ½CV2 ÷ 20ms = 500mW (यह मानते हुए सी = 20mF, 1V के लिए शुल्क लिया)
40mΩ, Q2 और R2, और 222mW क्रमश: और 278mW की इसलिए बिजली की खपत का अधिकतम तापमान DMN3027LFG आरडीएस (ON) का समायोजन। जब आरडीएस (ON) एक कम 15mΩ करने के लिए, आर 2 385mW की बिजली की खपत में वृद्धि होगी, और इसलिए 0.5W उपयोग करने की आवश्यकता रेटिंग का प्रतिरोध
एक ठेठ आवेदन में, परिवेश के तापमान 60 ℃ के करीब है, लेकिन DMN3027LFG सतह पैड विन्यास कम से कम की सिफारिश की थर्मल प्रतिरोध परिवेश होने के लिए की (RJA) की उम्मीद है 130 ℃ / डब्ल्यू, 90 ℃ 222mW पर निकटता टीजे की बिजली की खपत। यह टीजे इंगित करता है (अधिकतम) = 150 ℃ कई सुरक्षित जगह।
3 चित्र 12.5A के बारे में के शिखर वर्तमान सीमित करने के लिए, समय 4ms के बारे में 5% करने के लिए 1V के आरोप के एक प्रारंभिक राज्य से एक संधारित्र बैंक निर्वहन वास्तविक ऑपरेटिंग मोड सर्किट से पता चलता है, इस मूल्य गणना परिणाम के सैद्धांतिक मूल्य के करीब है।
