მიწოდების თვალყურის დევნება და თანმიმდევრობა დატვირთვის წერტილში: მარტივი დიზაინი MOSFET– ის ნაკლოვანებების გარეშე

შესავალი მრავალძაბული ელექტრონიკის სისტემები ხშირად შევსებულია ძაბვის მიკვლევის ან თანმიმდევრობის კომპლექსური მოთხოვნებით, რაც, თუ არ დაკმაყოფილდება, შეიძლება გამოიწვიოს სისტემის გაუმართაობამ ან თუნდაც დარგის მუდმივმა ჩავარდნამ. ამ მოთხოვნების დაკმაყოფილების დიზაინის სირთულეები ხშირად ემატება განაწილებული სიმძლავრის არქიტექტურას, სადაც დატვირთვის წერტილების (POL) DC/DC გადამყვანები გაფანტულია კომპიუტერის დაფის სივრცეში, ზოგჯერ სხვადასხვა ბორტზე. პრობლემა ის არის, რომ ელექტროენერგიის მიწოდება ხშირად არის ბოლო სქემა, რომელიც შემუშავებულია დაფაზე და ის უნდა იყოს ჩაქსოვილი პატარა დაფაზე, უძრავი ქონებით. ცენტრალიზებული თანმიმდევრობის თვალთვალის გადაწყვეტილებები შეიძლება კარგად იმუშაოს, მაგრამ როდესაც დაფაზე არ დარჩა მნიშვნელოვანი მომიჯნავე სივრცე და სისტემის სპეციფიკაციები იცვლება, თქვენ გისურვებთ მარტივ, ჩამოსაყალიბებელ, მოქნილ ვარიანტს. ეს სურვილი შეიძლება შესრულდეს თვალთვალის და თანმიმდევრობის გადაწყვეტილებით, რომელიც დამონტაჟებულია POL– ში და არის საკმაოდ პატარა და მრავალმხრივი, რომ ადვილად ჩააგდოს დაფაზე სისტემის დანარჩენი დიზაინის დარღვევის გარეშე. სურვილების დაკმაყოფილება LTC2927 გთავაზობთ მარტივ და მრავალმხრივ გადაწყვეტას პატარა ნაკვალევში, როგორც თვალთვალისთვის, ასევე თანმიმდევრობისთვის სერიის MOSFET– ების ნაკლოვანებების გარეშე. თითოეულ POL გადამყვანს, რომელიც უნდა იყოს თვალყური ან თანმიმდევრული, შეიძლება ჰქონდეს ერთი LTC2927 დატვირთვის წერტილში, როგორც ეს მოცემულია ფიგურაში 1. რამოდენიმე რეზისტორისა და კონდენსატორის არჩევით, მარაგები კონფიგურებულია ისე, რომ გაიზარდოს და გაიზარდოს ქვემოთ ძაბვის პროფილების მრავალფეროვნება. სურათი 2 გვიჩვენებს თვალთვალის და თანმიმდევრობის სხვადასხვა სცენარებს, მათ შორის ძაბვის ერთდროულ თვალთვალს (სურათი 2 ა), ოფსეტური მიკვლევა (სურათი 2 ბ), რატიომეტრიულ თვალთვალს (სურათი 2 გ) და მიწოდების თანმიმდევრობას (სურათი 2 დ). სურათი 1. ტიპიური თვალთვალის პროგრამა. სურათი 2. ელექტრომომარაგების ძაბვის მიკვლევის სახეები. ძაბვის მონიტორინგის მრავალი გადაწყვეტა იყენებს სერიის MOSFET– ებს, რაც დამატებით ძაბვის ვარდნას, დამატებით ენერგიის მოხმარებას და კომპიუტერის დამატებით უძრავ ქონებას მატებს. სამაგიეროდ, LTC2927 აკონტროლებს მარაგს დენის შეყვანით პირდაპირ უკუკავშირის კვანძებში, რითაც აკონტროლებს მიწოდების შედეგებს სერიული MOSFET– ების გარეშე. სურათი 3 გვიჩვენებს მარტივ "თვალთვალის უჯრედს", რომელიც გამოიყენება ამ დენის შესაყვანად. გარდა ამისა, ელექტროენერგიის მიწოდების სტაბილურობა და გარდამავალი რეაგირება უცვლელი რჩება, რადგან LTC2927– დან შეყვანილი დენი ანაზღაურებს გამომავალ ძაბვას კვების ბლოკის დინამიკის შეცვლის გარეშე. სურათი 3. გამარტივებული თვალთვალის უჯრედი ელექტროენერგიის მიწოდება თვალთვალისთვის არის პირდაპირი LTC2927– ით. წყვილი რეზისტორების კონფიგურაცია ქცევის მონა მიწოდების შედარებით სამაგისტრო სიგნალი. რეზისტორების არჩევანმა შეიძლება გამოიწვიოს მონათა მონიტორინგი ძირითადი სიგნალის თვალყურის დევნებისათვის, ან განსხვავებული გადახურვის სიხშირით, ძაბვის კომპენსირებით, დროის შეფერხებით, ან მათი კომბინაციით. სამაგისტრო სიგნალი წარმოიქმნება RAMP- ის კონდენსატორის მიწასთან მიწასთან მიერთების გზით ან სხვა გამაძლიერებელი სიგნალის მიწოდებით, როგორც თვალყური ადევნეთ სურათს 1. მაგალითები განვიხილოთ მიკვლევის რთული სისტემა. სქემა 1-ში მოცემულია LTC1628 ორმაგი სინქრონული ნაბიჯ-ნაბიჯ გადამყვანი, რომელიც აწარმოებს 5.0V და 3.3V წყაროებს და LTC3728 ორმაგი სინქრონული ნაბიჯ-ნაბიჯ გადამყვანს, რომელიც აწარმოებს 2.5V და 1.8V წყაროებს 6.0V შეყვანისგან. ოთხი LTC2927, რომლებიც დაკავშირებულია უკუკავშირის კვანძებთან, აკონტროლებს ამ მარაგების ამომავალი და ამომავალი ქცევას. ადრეული VIN მიეწოდება მოწყობილობებს, რათა უზრუნველყოს სწორი ოპერაცია მარაგების თვალყურისდევნამდე. დაზუსტება ითხოვს 5.0V და 3.3V მარაგს, რათა მოხდეს შემთხვევით track 20V/s სიჩქარე, 1.8V მიწოდება უნდა გაიზარდოს სწრაფად 100V/s- ზე მას შემდეგ, რაც 3.3V მიწოდება 2.0V- ს მიაღწევს, ხოლო 2.5V მიწოდება უნდა გაიზარდოს იგივე განაკვეთი, როგორც 1.8V მიწოდება, მაგრამ გადაიდო 20 ms. LTC2927 მონაცემების ფურცელი მოიცავს სამსაფეხურიანი დიზაინის პროცედურას, რომელიც დაცულია თითოეული მარაგისთვის. ამ პროცედურის გამოყენებისას გამოიყენეთ შემდეგი განტოლებისთვის (3) 1-ლი საფეხურიდან, ძირითადი სიგნალის რგოლ-სიხშირით SM 1V/s: 20V და 5V მიაწოდეთ დამთხვევა თვალყურის დევნება იმიტომ, რომ ძირითადი საფეხურის სიჩქარე არჩეულია სასურველი 3.3V და 5V წყაროების პანდუსი, შერჩეულია დამთხვევის თვალყურის დევნება. თუ გადართვის დენის წყაროს უკუკავშირის ძაბვაა 3.3V, როგორც ეს არის LTC0.8- ზე, მაშინ დამთხვევის თვალყურის დევნება შესაძლებელია კონფიგურაციით, უკუკავშირის რეზისტორების ტოლი თვალთვალის რეზისტორებით (დამოწმებულია 1628-ეტაპიანი დიზაინის პროცედურის მე -2 ნაბიჯის მიხედვით) , 3-საფეხურიანი დიზაინის პროცედურის განტოლებიდან (2): 3-საფეხურიანი დიზაინის პროცედურის განტოლებიდან (3): 3-საფეხურიანი დიზაინის პროცედურაში RTAʹ წარმოადგენს RTA- ს მნიშვნელობას, რომელიც არ აწარმოებს შეფერხებას ან კომპენსირებას. ვინაიდან დაგვიანება არ არის სასურველი, RTA = RTAʹ და დიზაინის პროცედურის ნაბიჯი 3 არასაჭიროა. 3V და 1.8V მიწოდების თანმიმდევრობა 2.5V მომარაგება იზრდება 1.8V ქვემოთ 2V მიწოდების ქვემოთ, მაგრამ ამობრუნების სიჩქარით 3.3V/s. დააყენეთ მონაკვეთის გადახურვის სიჩქარე 100V/s განტოლებაში (100), რომ იპოვოთ RTB2: დაასრულეთ ნაბიჯი 3 RTA2ʹ– ის ამოხსნით განტოლების გამოყენებით (3). ნაბიჯი 3 არეგულირებს RTA3- ს სასურველი შეფერხებისთვის 3V და 3.3V მიწოდებას შორის. 1.8V– ის კომპენსირება იწვევს 2 მილიონ ფუნტ სტერლინგს არჩეული გადახტომის სიჩქარისთვის. 100V მიწოდებას აქვს იგივე პანდუსი, როგორც 2.5V, მაგრამ გადაიდო კიდევ 1.8 ms. მე –20 და მე –2 საფეხურების გამეორება 3V მიწოდების შედეგად: ამ სისტემის თვალთვალის პროფილი ნაჩვენებია ფიგურაში 2.5. დიაგრამა 4. სქემის გამომავალი პროფილი ნახაზზე 1. გაითვალისწინეთ, რომ ყველა კომბინირებული საფეხურის სიჩქარე და შეფერხება არ არის შესაძლებელი. მცირე შეფერხებებმა და მოედნის სიდიდის დიდმა თანაფარდობამ, რათა დაეუფლონ პანდუსს, შეიძლება გამოიწვიოს გადაწყვეტილებები, რომლებიც მოითხოვს უარყოფით რეზისტორებს. ასეთ შემთხვევებში, ან შეფერხება უნდა გაიზარდოს, ან მონასტრის საფეხურის მაჩვენებლის თანაფარდობა უნდა შემცირდეს. გარდა ამისა, რეზისტორის არჩეული მნიშვნელობები არ უნდა მოითხოვდეს 1 mA- ზე მეტს TRACK და FB ქინძისთავებიდან. ამიტომ, დაადასტურეთ, რომ 1mA– ზე ნაკლები მიედინება TRACK– დან, როდესაც VMASTER არის 0V– ზე. კავშირები თითოეულ LTC2927- ს შორის, რომელიც ნაჩვენებია 1 -ში, იძლევა დამატებით კონტროლს თითოეული მარაგისათვის. ამ სისტემით, 3.3V მიწოდება იყენებს 5V მიწოდებას, როგორც მთავარ სიგნალს. თუ რაიმე მიზეზით 5V მიწოდება უნდა დაიშალოს, 3.3V მიწოდება მისდევს ქვემოთ. ანალოგიურად, 1.8V და 2.5V წყაროები იყენებენ 3.3V წყაროს მთავარ სიგნალად და თვალყურს ადევნებენ მას ქვემოთ და ქვევით. მიწოდების ნეგატიური თვალყურის დევნება შესაძლებელია ძაბვის უარყოფითი რეგულატორების თვალყურის დევნება LTC2927- ით. სურათი 5 გვიჩვენებს თვალთვალის მაგალითს LT3462 ინვერსიული DC/DC გადამყვანის გამოყენებით –5V მიწოდებისათვის. ამ კონვერტორს აქვს მიწაზე დაფუძნებული მითითება, რომელიც საშუალებას აძლევს დენის ამოღებას კვანძიდან, სადაც RFA ორად იყოფა. LT3462 FB ქსელიდან დენის სათანადოდ გამოსაყვანად, მიმდინარე სარკე უნდა იყოს განთავსებული LTC2927 და კონვერტორს შორის. 3 საფეხურიანი დიზაინის პროცედურა უცვლელი რჩება უმნიშვნელო ცვლილებებით განტოლებებში (2) და (3): ყველა სხვა განტოლება იგივე რჩება. დიაგრამა 5. მიწოდების თვალთვალის GND მითითებული უარყოფითი მარეგულირებელი. დიაგრამა 6 ა გვიჩვენებს ფიგურა 5 -ის თვალთვალის პროფილს 100 ვ/წმ სიჩქარით. VMASTER დადებითია, მაგრამ ინვერსიული ნაჩვენებია სიცხადისთვის. –5V მონა არ იზიდავს 0V– მდე VMASTER = 0V– მდე. ეს არის იმის გამო, რომ ადგილზე მითითებული მიმდინარე სარკე ვერ გაიყვანს მის გამოსავალს მიწამდე. თუ კონვერტორს აქვს FB საცნობარო ძაბვა 0V- ზე მეტი ან თუ უარყოფითი სარქველი ხელმისაწვდომია მიმდინარე სარკისთვის, შეცდომა შეიძლება მოიხსნას. შედეგად მიღებული ტალღის ფორმა ნაჩვენებია ფიგურაში 6 ბ. სურათი 6. სქემის 5. მიკროსქემის გამომავალი პროფილი. დასკვნა LTC2927 ამარტივებს ელექტროენერგიის მიწოდებას და თანმიმდევრობას დატვირთვის მცირე წერტილში უმაღლესი შესრულების შეთავაზებით. რამდენიმე რეზისტორს შეუძლია დააკონფიგურიროს მიწოდების მარტივი ან რთული ქცევები. სერიის MOSFET– ები აღმოფხვრილია მათი პარაზიტული ძაბვის ვარდნით და ენერგიის მოხმარებასთან ერთად. LTC2927 გთავაზობთ ყველა ამ მახასიათებელს 8-ტყვიის ThinSOT ™ და 8 ტყვიის (3 მმ × 2 მმ) DFN პაკეტში.

დატოვე შეტყობინება 

შეტყობინება სია