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电源时序管理和电源电压监控管理芯片

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:672

作者email: cherh@dragonhk.com

摘要:本文介绍了一种新的用于电源控制的可编程芯片。可在单个芯片上实现多的电源时序控制和监控功能,并且所有的控制结果可以立即的仿真出来,要更改设计时,只要对器件的e2cmos(r) 配置内存重新编程就可以了。

关键词:电源控制;场效应功率管;可编程逻辑器件;内部振荡器

前言

目前控制电源时序和监测方案大都是:电阻或电容等分离器件搭起来实现控制的,如a,b两种电压,要求a先上电,然后b上电。则使用a处理好的电压作为b的电荷泵的激励源,这样的两路还较容易实现控制,但精确性已经不足;两路以上的话pcb画起来就不十分简洁了,若再精确的延时控制就需要加上电容实现;更加精确的延时控制还需要通过cpld计时来实现,但这都建立在主控电压正常稳定的基础下。偌主控电压稍不正常,种种电压引起的问题依然会出现。

一些简单的时序控制也可以用复位芯片组成,但当要求的控制电源较多时,比较繁琐,而且灵活性不强,电源控制部分稍作改动,就需要重新改板。要实现监测保护功能的话,还需要再加监测芯片。复杂的上电顺序,可用单片机调试来实现的,这就需要我们了解单片机的寄存器结构使用等等,需要调试。在自身供电电压上,很多单片机都要求比较严格,大致为3.3v和5v,正负10%的偏差,没有一般专用时序电路那样范围大,如powerpac,为2.25v到5.5v。另外在控制外围nmos时,需要外加mos驱动。在市场上也有一些时序控制芯片,可以控制多路电源,内置电荷泵,可以开启外围的nmos,时序间隔采用外围阻容来调节,但一般没有监测保护功能,且定时不太精确。

powepac是业界第一片混合信号可编程逻辑器件(pld),它内含在系统可编程的模拟和逻辑组块,能提供经过优化的电源管理功能,这一功能对如今的多电源电子系统是至关重要的。而且芯片自身对电压供给要求非常低,2.25v至5v该芯片都可以稳定正常的工作,从而保证了整个板子对供电稳定性的高冗余度。该器件集成了可编程逻辑、电压比较器、参考电压及高电压的场效应管驱动器,支持单芯片可编程供电定序与监控,为总值达到 120 亿美元的电源半导体市场奉献了独特的可编程控制方案。powerpac是目前业绩比较新、由lattice公司推出的电源时序控制和电压保护监测等功能集于一身的芯片。

2 powerpac的构成

powerpac是由模拟输入、数字输入、时序控制的 pld、时钟和定时器、模拟比较器输出、控制高压输出、逻辑输出共七部分组成(图一)。

模拟输入用于各路电压的检测,为内置基准的比较器提供输入,内置电压基准可编程为1.03v到5.72v范围 内192个等级上的任一电压;时钟和定时器电路为内部数字电路提供时钟基准,以及产生四个可编程的定时器,250 khz 的内部振荡器在芯片产生时钟(另外也可以根据需要由外部引入时钟),可编程定时器的定时在32μs 到 512ms之间灵活编程控制;

控制高压输出和逻辑输出用于控制开启mos开关和dc/dc模块等,特别说明的是:控制高压输出可以配置成高压输出,利用内部的电荷泵,产生高达12v的电压,用于控制作为开关的小导通电阻nmos;开启mos开关过程长短可以编程,工程师可以根据使用现场灵活控制,开关减少开启时对电源系统的冲击,以保证电源系统的稳定。另外高压输出端也可以配置为和逻辑输出一样的oc门输出,用于逻辑控制。

图2

比较器输出和数字输入可和板上的相关外围电路结合起来,完成用户设计的一些特定功能。时序控制pld是powerpac的主控部分,利用各种输入的检测,根据用户的控制程序,利用高压输出和逻辑输出来控制时序和实现保护,图2示出一款powerpac1208的详细结构框图。

lattice公司免费提供基于pc机的设计工具—— pac-designer,具有功能强大、简单易用的特点,帮助您设计、综合仿真和烧写电路板上的电源管理电路。当你仿真完成后,通过powerpac的jtag口下载到器件

作者email: cherh@dragonhk.com

摘要:本文介绍了一种新的用于电源控制的可编程芯片。可在单个芯片上实现多的电源时序控制和监控功能,并且所有的控制结果可以立即的仿真出来,要更改设计时,只要对器件的e2cmos(r) 配置内存重新编程就可以了。

关键词:电源控制;场效应功率管;可编程逻辑器件;内部振荡器

前言

目前控制电源时序和监测方案大都是:电阻或电容等分离器件搭起来实现控制的,如a,b两种电压,要求a先上电,然后b上电。则使用a处理好的电压作为b的电荷泵的激励源,这样的两路还较容易实现控制,但精确性已经不足;两路以上的话pcb画起来就不十分简洁了,若再精确的延时控制就需要加上电容实现;更加精确的延时控制还需要通过cpld计时来实现,但这都建立在主控电压正常稳定的基础下。偌主控电压稍不正常,种种电压引起的问题依然会出现。

一些简单的时序控制也可以用复位芯片组成,但当要求的控制电源较多时,比较繁琐,而且灵活性不强,电源控制部分稍作改动,就需要重新改板。要实现监测保护功能的话,还需要再加监测芯片。复杂的上电顺序,可用单片机调试来实现的,这就需要我们了解单片机的寄存器结构使用等等,需要调试。在自身供电电压上,很多单片机都要求比较严格,大致为3.3v和5v,正负10%的偏差,没有一般专用时序电路那样范围大,如powerpac,为2.25v到5.5v。另外在控制外围nmos时,需要外加mos驱动。在市场上也有一些时序控制芯片,可以控制多路电源,内置电荷泵,可以开启外围的nmos,时序间隔采用外围阻容来调节,但一般没有监测保护功能,且定时不太精确。

powepac是业界第一片混合信号可编程逻辑器件(pld),它内含在系统可编程的模拟和逻辑组块,能提供经过优化的电源管理功能,这一功能对如今的多电源电子系统是至关重要的。而且芯片自身对电压供给要求非常低,2.25v至5v该芯片都可以稳定正常的工作,从而保证了整个板子对供电稳定性的高冗余度。该器件集成了可编程逻辑、电压比较器、参考电压及高电压的场效应管驱动器,支持单芯片可编程供电定序与监控,为总值达到 120 亿美元的电源半导体市场奉献了独特的可编程控制方案。powerpac是目前业绩比较新、由lattice公司推出的电源时序控制和电压保护监测等功能集于一身的芯片。

2 powerpac的构成

powerpac是由模拟输入、数字输入、时序控制的 pld、时钟和定时器、模拟比较器输出、控制高压输出、逻辑输出共七部分组成(图一)。

模拟输入用于各路电压的检测,为内置基准的比较器提供输入,内置电压基准可编程为1.03v到5.72v范围 内192个等级上的任一电压;时钟和定时器电路为内部数字电路提供时钟基准,以及产生四个可编程的定时器,250 khz 的内部振荡器在芯片产生时钟(另外也可以根据需要由外部引入时钟),可编程定时器的定时在32μs 到 512ms之间灵活编程控制;

控制高压输出和逻辑输出用于控制开启mos开关和dc/dc模块等,特别说明的是:控制高压输出可以配置成高压输出,利用内部的电荷泵,产生高达12v的电压,用于控制作为开关的小导通电阻nmos;开启mos开关过程长短可以编程,工程师可以根据使用现场灵活控制,开关减少开启时对电源系统的冲击,以保证电源系统的稳定。另外高压输出端也可以配置为和逻辑输出一样的oc门输出,用于逻辑控制。

图2

比较器输出和数字输入可和板上的相关外围电路结合起来,完成用户设计的一些特定功能。时序控制pld是powerpac的主控部分,利用各种输入的检测,根据用户的控制程序,利用高压输出和逻辑输出来控制时序和实现保护,图2示出一款powerpac1208的详细结构框图。

lattice公司免费提供基于pc机的设计工具—— pac-designer,具有功能强大、简单易用的特点,帮助您设计、综合仿真和烧写电路板上的电源管理电路。当你仿真完成后,通过powerpac的jtag口下载到器件

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