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高可靠系统的电源电压和定序

作者:小联 来源: 日期:2013-7-13 10:01:10 人气: 标签:高可靠系

  对于多数电子系统,用上电复位(POR)系统电压能正确的上电初始化。用POR监测降低电压条件也使码执行问题(可使存储器不可靠或导致系统不能正确运行)最少。为了改善高端系统的可靠性,系统电源必须有正确的时序,以防止其微控制器,微处理器,DSP或ASIC闭锁,闭锁问题可能导致系统损坏或长期可靠性问题。在大多数情况下,一个或多个微处理器IC可执行这些定序和功能。用检测器和上电复位电压系统电源电压的一种简单方法是用电压监测器,这种IC包括一个比较器和一个内部基准。当电源电压降到低于电压检测器的阈值时,其输出告知系统微控制器,电源故障即将发生。这种警示使微控制器有机会存储器、开或断电源系统停机在控制状态。上电或断电期间,当电压检测器改变状态时,其输出在短的延迟后才判定。这对于电源故障告警是好的。在大多数情况下,微控制器的复位输入需要一个较长的延迟,在微控制器的从其复位状态前,在上电期间系统时钟和电源必须稳定,处理器的寄存器必须初始化。上电复位(POR)是微处理器IC的一种性能,能提供较长的延迟(称之为复位超时)使系统在允许微控制器工作前完全初始化。当电源电压暂低于POR阈值以上电也会发生,在电源返回到POR阈值以上之后,会提供同样的延迟。上电复位具有不同的固定超时周期数和阈值电压,有些上电复位提供电容器可调的超时周期。多电压系统大多数系统3.3V I/O逻辑电源。为了使系统具有较高可靠性,必须另外的电源,如芯核和存储器电源。为数众多的多电压微处理器器能执行这种任务,但给定系统的特殊要求使所选择余地大大降低。尽管大多数器能标准电压(如5V,3.3V、2.5V和1.8V),但往往需要另外的电压,这是因为不同的元件(例如存储器、PLD,ASIC)具有特殊的电源要求。因此,你必须决定是采用固定阈值器件(这种器件不需要外部电阻器)还是更灵活的可调阈值器件(这种器件满足需求和改变,但需要外部电阻器)。具有固定和可调阈值组合的器件是一种最好的解决方案。在选择器件时,重要的是选择其基准电压比所的系统最低电压要低很多。例如,工作在0.8V,0.9V和1V电源系统中,用具有标准1.2V基准的器件就不能工作。近年来,出现在高可靠系统中的电源电压数在增加,10个或更多电压是平常的。在大数量电压时,可以用几个器件。在这种情况下,用具有漏板开的多电压器有很多的好处,因为这种器件的输出可以OR在一起来提供单个输出。图1示出两个MAX6710连接在一起,8个电压时,提供一个复位信号。

  图1具有漏板开输出的两个多电压器8个电压并提供单个复位输出

  过压电某些电源不仅仅需要欠压,而且也需要过压条件。在很多系统中,过压已成为必须的。以防止损坏昂贵的处理器和ASIC。过电和欠压条件的上下限幅检测器可用两个电压检测器和一个基准构成。另外一种办法是用专门的上下限幅检测器IC,如MAX6754。另外一种电压电包括一个外部P沟道MOSFET,若电压超过所标定的电平,则外部P沟道MOSFET关闭电源(图2)。

  图2当器电检测一个过压条件时,P沟道MOSFET断开电源

  定序电用电源稳压器的使能或停机引脚可以方便地定序电源。在这种“菊花链”配置中,当电源首次上电时,电源要求其Power OK(POK)信号(假若有此信号)告知其他电其电压是在容限内。POK输出连接第2个稳压器的停机或使能引脚并在有效时此稳压器。图3示出其电图。对于需要较长延迟的情况,某些稳压器包括一个POR;这种配置允许在开通定序中的下一个电源前有较长的时间延迟。

  图3带POK输出的电源为定序其他电源提供一种方便的方法

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