EDN China > 设计实例 > 电源技术 > 监控电路 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

(多图) 利用SOC构建块实现电源监控

赛普拉斯半导体Archana Yarlagadda?? 2013年10月31日 ?? 收藏1

大部分设计人员都不希望仅仅依靠简单的、具有硬编码阈值的DC-DC转换器PGood信号。因此通常需要根据不同电源轨的电压和/或电流情况控制DC-DC转换器的使能引脚。这就要求使用ADC和相关逻辑来控制使能引脚。为了实现这一功能,我们使用电源监控器(PM)组件来监控不同线路的电压和电流,并为每条线路提供状态输出。这些状态线路与控制使能信号的电压定序器相连接。该设计的方框图如图3所示,其中包含了电源监控器。具备精确ADC并能够使用数字逻辑的SoC能够实现这种功能。ADC可用来捕获电压值,然后根据固件中预先设定的电压电平来生成PGood信号。

既可利用支持电流测量的微控制器来实现电流监控,又可采用分流电阻并测量电阻电压的方法来推导出电流值,进而实现电流监控。对于PSoC器件而言,电流测量实际上就是测量分流电阻上的电压,PM电压和电流测量的精确度为0.26%。由于电压输出已经通过PM测得,因此电流测量只需添加一个引脚,这些引脚被称为电流测量引脚。


图3.电源监控与电压定序器

带有ADC和固件的电源监控器可提供众多高级特性,诸如记录在发生故障时EEPROM中的电压和电流值等等。然而实现这些功能会引起CPU时延,需在任务关键型应用中引起重视。为了解决这个问题,可以利用比较器和DAC等硬件模块实现完整的硬件电压故障检测(VFD)组件。可以采用电压数模转换器(VDAC)来设置硬件中的过压(OV)和欠压(UV)阈值。如果SoC有多个支持硬件故障检测的DAC,那么可通过专用硬件完成每个电源轨的设置。在可编程微控制器(如PSoC)中,同一硬件经过配置后也能实现这种功能,方法是通过直接存储器访问(DMA)组件并用所需的连接和参数值设置DAC和比较器。

硬件故障检测器和电源监控器的Pgood信号可以通过整合得到电压定序器的Pgood信号,如图4所示。


图4.添加硬件故障检测

目前讨论的所有模块都可打开或在偏离所需电压或电流时关闭电源线。有些情况下(例如调试或针对新要求进行调整),DC-DC转换器的电压输出需要调整到新的水平。这个功能被称为电源轨的修整或微调(TM)。修整功能主要用于那些生产后需要进行现场调整的系统。产品生产完成后可能需要实时使用该功能。微调功能则用于在开发过程中或生产前对系统本身进行测试。该功能可用来在不同电压极限下对系统性能进行测试、特性描述或验证。

为实现这些功能,需根据要求将DC-DC转换器的Vadj(电压调整或电压反馈)升高或降低。电源监控器负责测量当前电压值,而修整或微调电路则负责对新的电压值进行调整。PWM-DAC可获得修整电压输出,例如使用低通RC电路(外部)对PWM输出进行滤波。假如我们想让Vout低于其当前值,可以增加PWM占空比,从而增大Vadj值。这会导致DC-DC转换器根据其Vadj引脚电压情况降低其输出电压Vout。该功能既可以使用DAC来实现(如果有),也可以通过PMW并添加外部RC滤波器的方法来实现,如图5所示。通过PWM-DAC实现该功能所获得的精确度是0.60%。


图5.添加修整和微调

《电子技术设计》网站版权所有,谢绝转载


?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

SOC? 构建块? 电源监控?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈