La secuencia de alimentación evita daños Muchas técnicas están disponibles para controlar la secuencia de arranque y el tiempo de múltiples rieles actuales en los FPGA de sistema en chip grandes, y es importante seguir la secuencia correcta especificada por el fabricante del dispositivo para evitar el consumo de dispositivos. La corriente excesiva causa daño.
Algunos métodos son manipuladas a través de la respectiva potencia buena salida del convertidor, Activar pasador de control para suministrar la siguiente secuencia. Si se desea relé, un condensador puede ser insertado. Otra forma de realización similar se utiliza para restablecer el IC, un frente después de la tensión de alimentación alcanza el siguiente convertidor de inicio deseada. cada método tiene algunos inconvenientes, y estos métodos no pueden controlar el orden de alimentación. apagar la barra de alimentación en el orden inverso correcto, si la potencia se enciende con el orden correcto como importantes, tanto es para asegurar el funcionamiento seguro del dispositivo.
alimentación dedicada secuenciación del IC, que es más estable para garantizar el orden correcto. El programable IC, Activar señal transmitida en el punto de tiempo para, respectivamente. La Figura 1 muestra cómo una gestión secuenciador núcleo lógica FPGA multi-canal, periférica y I / O campos, la secuencia de apagado sigue siendo difícil de controlar porque los condensadores de desacoplamiento en cada riel todavía pueden tener carga residual después de apagar el convertidor, y el tiempo residual puede no ser constante, y hasta un máximo de uno puede conectarse por raíl Capacidad de desacoplamiento total de 20mF.
Sequencer mantiene el control de apagado
El uso de un circuito conocido que tiene una constante de tiempo, condensadores de desacoplamiento activamente la descarga, el secuenciador capaz de mantener el orden correcto de la alimentación, que es la práctica en la resistencia de descarga de inserción temporal en serie con el condensador. La Fig. 2 muestra cómo la adición de un mínimo necesario elemento inferior, usando un par de resistencia MOSFET selecta insertado en el circuito.
regulador de la figura circuito DC-DC se supone no continúa para producir una señal de salida después de proporcionar la parada. Si la salida del regulador CC-CC puede continuar la fuente de alimentación después de recibir la instrucción de parada, se requiere relé adicional para iniciar circuito de descarga .
valores de R2 deben ser seleccionados para garantizar el tiempo de descarga adecuada, para que el secuenciador se puede completar dentro de un intervalo de tiempo de apagado aceptable. También tenga en cuenta que la resistencia debe ser lo suficientemente grande como para evitar picos de corriente aumentan la tasa demasiado rápido para evitar problemas de EMI causadas y la tensión térmica transitoria causada por condensadores de desacoplamiento y Q2. en la práctica, algunos adicional importante a considerar al seleccionar valores de los parámetros R2, como el de la resistencia de de Q2 (RDS (oN)) y una batería de condensadores resistencia en serie equivalente (ESR).
Seleccionar Q1 MOSFET cuando el umbral de voltaje de salida secuenciador fuente de alimentación de referencia. El aparato se debe seleccionar la tensión de umbral suficientemente alta puerta (VGS (th)), para asegurar que la salida del secuenciador se cierra para mantener un alto potencial, pero Tenga en cuenta que, VGS (th) disminuirá con los aumentos de temperatura de la unión. tensión de alimentación de funcionamiento secuenciador se selecciona en el presente ejemplo 5V, la tensión de salida mínima especificada de la alta tensión VGS 4.19V. Q1 es (th) a 60 ° C.] C temperatura ambiente de funcionamiento debe ser mayor que 0,9 V, con el fin de garantizar un funcionamiento normal. Además, la puerta se debe utilizar para desplegable resistencia 100kΩ potencial fuente, para evitar falsa apertura. en vista de tabla MOSFET VGS (th) de la curva y la temperatura normalizada, de visualización de diodos requisitos de ZXMP6A13F: mínimo garantizado VGS (th) en habitación 1V temperatura, a continuación, se reduce a 60 grados] C a aproximadamente 0.9V..
En este ejemplo, suponemos que el secuenciador debe ser cerrado por completo barra de alimentación de 10 V en 100 ms. Por lo tanto, cada descarga banco de condensadores de desacoplamiento barra de alimentación debe ser completada dentro de 10 ms. El objetivo es lograr la constante de tiempo RC de 3 veces de 8 ms para asegurar que el condensador se descarga dentro del tiempo requerido para 5% de la tensión completa. al calcular la constante RC, banco MOSFET RDS condensador (ON), la resistencia parásita y la línea de ESR deben estar en consideración junto con el resistor R2.
Supongamos combinado ESR del condensador y la resistencia de la línea no es más de 10M, el valor total de desacoplamiento capacitancia del 15mF banco de condensadores, los RDS (ON) y un valor adecuado R2 de la siguiente expresión se obtiene se pueden utilizar:
3x (10M + R2 + (1,5 x RDS (ON))) × 15mF = 8 ms
Supongamos R2 = 50M, los MOSFET Q2 poder RDS (ON) en VGS = 4,5 V y una temperatura ambiente de 25 ° C.] C debe ser menor que 80mΩ.
Los efectos de las variaciones dependientes de la temperatura y las variaciones masivas de RDS (ON) también deben tenerse en cuenta al seleccionar los MOSFET. RDS (ON) puede variar hasta 15 mΩ más allá del rango de temperatura de funcionamiento esperado con un disco de compuerta de 4.5V. el enfoque es determinar el fabricante y R2 especificar el máximo de los RDS MOSFET seleccionados (a) es aproximadamente el doble de Si R2 es 50M, se puede seleccionar Diodos DMN3027LFG MOSFET de canal N de. esto significa VGS = 4,5 V, a temperatura ambiente RDS (ON) es típicamente 22mΩ y 26.5mΩ, respectivamente, entonces RDS (ON) puede variar de 15mΩ a 40mΩ con un tiempo de descarga de 3.9ms desde 95% (3 veces RC) y un peor caso 20mF El tiempo de descarga del banco de capacitores puede extenderse a 5.4ms.
Evaluar pulso único máximo para proteger la seguridad del MOSFET
DMN3027LFG será largo del tiempo para la corriente y la tensión en función del consumo de energía en el condensador, y por lo tanto existe la necesidad de evaluar el mayor impulso único, de manera que el MOSFET de potencia puede hacer frente a la seguridad, garantizando al mismo tiempo la temperatura máxima de la unión absoluta no excederá el TJ puntuación typ (max) = 150 deg.] C. para ver detalles sobre la zona de funcionamiento seguro (el SOA) tabla de datos MOSFET. caso de que la temperatura ambiente de funcionamiento SOA de accionamiento de puerta MOSFET deseada de la aplicación basada en banco condensador cargado con descarga 0.9V, puede ser recibieron una sola curva SOA debe observarse que el pulso de corriente de pico de al menos 1 V, una anchura de impulso de entre 1 ms a 10 ms. aplicación SOA se aplicará a la temperatura ambiente en general, con disipador de calor mínima montado en (también conocido como configuración mínima spacer MRP recomendado) De la placa de circuito, que se supone 60 ℃.
Otras consideraciones también necesitan DMN3027LFG MOSFET (Q2) de alimentación y una resistencia en serie R2. Peor uso, está en un período muy corto de tiempo para cargar y descargar el condensador. El peor caso se supone, el secuenciador de alimentación en el bucle continuo puede cada 20 ms comienzan un regulador CC-CC y luego desactivados (10 ms + 10 ms permiten desactivado), DMN3027LFG y R2 serán de aproximadamente 0,5 W de consumo de energía. esto se conoce del paquete total de condensador de almacenamiento de energía Calculado cada descarga de 20ms:
P = E ÷ t = ½ CV2 ÷ 20 ms = 500 mW (suponiendo C = 20 mF, cargado a 1 V)
Ajuste de la temperatura máxima DMN3027LFG RDS (ON) de 40mΩ, Q2 y R2, y por lo tanto el consumo de energía de 222MW, respectivamente y 278mW. Cuando los RDS (ON) para un 15mΩ inferior, R2 aumentará el consumo de energía de 385MW, y por lo tanto necesitará utilizar 0.5W Resistencia de la calificación.
En una aplicación típica, se espera que la temperatura ambiente para estar cerca de 60 ℃, pero al mínimo recomendado de configuración de la almohadilla de superficie DMN3027LFG a la ambiente resistencia térmica (RJA) de 130 ℃ / W, el consumo de energía de la proximidad TJ a 90 ℃ 222MW. Esto indica TJ (max) = 150 ℃ Hay mucho espacio reservado.
La Figura 3 muestra el circuito de modo de funcionamiento actual para limitar la corriente de pico de aproximadamente 12.5A, la descarga de una batería de condensadores de un estado inicial de carga de 1 V a aproximadamente 5% del tiempo de 4 ms, este valor es próximo al valor teórico del resultado del cálculo.
