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ADI:IC上电和关断

文章转自ADI官网,版权归属原作者所有 上电复位简介许多IC 都包含上电复位(POR)

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上电复位

简介

许多IC 都包含上电复位(POR)电路,其作用是确保在施加电源后,模仿和数字模块初始化至已知状况。根本POR功用会发作一个内部复位脉冲以防止”竞赛”现象,并使器材坚持静态,直至电源电压到达一个能确保正常作业的阈值。留意,此阈值电压不同于数据手册中给出的最小电源电压。一旦电源电压到达阈值电压,POR电路就会开释内部复位信号,状况机开端初始化器材。在初始化完结之前,器材应当疏忽外部信号,包含传输的数据。仅有破例是复位引脚(如有),它会运用POR信号内部选通。POR电路能够表明为窗口比较器,如图1 所示。比较器电平VT2在电路规划期间界说,取决于器材的作业电压和制程尺度。

Figure 1
图1.简化的POR电路

POR战略 

比较器窗口一般由数字电源电平界说。数字模块操控模仿模块,数字模块全面作业所需的电压与模仿模块作业所需的最小电压类似,如图2所示。

Figure 2
图2.POR阈值电压

较高的VT2阈值对模仿模块会更好,但若过于挨近引荐最小电源电压,当电压稍微下降时,或许会意外触发复位。假如器材包含独立的模仿电源和数字电源,则防止毛病的一种战略是添加一个POR电路,使两个模块坚持复位状况,直至电源电压高到足以确保电路正常作业。例如,在一种3V IC工艺中,VT1 ≈ 0.8 V,VT2 ≈ 1.6 V。

这些电压会跟着制程以及其他规划偏移而改变,但它们是合理的近似值。阈值容差能够是20%或更大,某些老式规划的容差高达40%。高容差与功耗相关。POR有必要一向使能,因而精度与功耗之间一直存在的取舍联系很重要;较高的精度会进步电路在待机形式下的功耗,而对功用性并无实践意义。

掉电检测器

POR 电路有时会集成一个掉电检测器(BOD),用于防止电路在电压十分时刻短地意外下降时发作复位,然后防止毛病。实践上,掉电电路给POR模块所界说的阈值电压添加了迟滞,一般为300mV左右。BOD确保,当电源电压降至VT2以下时,POR不会发作复位脉冲,除非电源电压降至另一阈值VBOD以下,如图3 所示。

Figure 3
图3.掉电检测器

掉电阈值电平足以确保数字电路保存信息,但不足以确保其正常作业。这样,操控器能够在电源降至某一电平以下时刻断活动而不会让整个器材都从头初始化,假如电源电平仅仅十分时刻短地下降的话。

器材正确上电

实践的POR电路比图1 所示的简化版别要杂乱得多,例如用MOS晶体管替代电阻。因而,有必要考虑寄生模型。别的,POR电路需求一个发动模块来发作发动脉冲,这在某些情况下或许会失效。其他重要考虑在以下内容中阐明。

有必要运用单调性电源,因为若运用非单调性电源,当误差挨近任何阈值电平常,非单调性斜坡或许会引起问题。较高的阈值误差会引起相同的非单调性序列对某一个元件有用,而对其他元件无效,如图4 所示。

Figure 4
图4.非单调性电源斜坡

某些时分,即便断开电源(禁用LDO),储能电容也会保存必定的剩余电压,如图5 所示。此电压应尽或许小,以便确保电源能降至VT1 以下,不然POR将无法正确复位,器材将无法正确初始化。

Figure 5
图5.剩余电压

某些数据手册给出了应当应用于具有一个以上电源引脚的器材的引荐供电序列。恪守这个序列是很重要的。例如,想想一个具有两个独立电源的器材。引荐供电序列要求数字电源先于模仿电源供电(这是惯例,因为数字模块操控模仿模块,所以有必要首要为数字模块供电),该模块有必要首要初始化。哪个电源首要开端上升不重要,但数字电源有必要先于模仿电源跨过阈值,如图6 所示。假如电源之间的推迟为100 μs左右,则影响应当很小,器材应能正确初始化。

Figure 6
图6.引荐供电序列

因为内部三极管寄生效应,数百ms 的慢速电源斜坡或许会引起问题。POR 电路要在各种压摆率下进行评价,以确保其在正常电源条件下能正确作业。数据手册会阐明是否需求快速电源斜坡(100 μs或更短)。

例如,关于用细电缆衔接电源的电路板,不良的接地衔接会具有高阻抗,它或许会在上电期间发作毛刺。别的,在某些电磁环境(EME)下,MOS晶体管的寄生栅极电容或许会充电,导致晶体管不能正常作业,除非让该电容放电。这或许引起POR初始化失利。

漂移和容差也需求考虑。某些情况下,电容等分立元件具有高容差(高达40%)和高漂移(随温度、电压和时刻的漂移)。此外,阈值电压具有负温度系数。例如,VT1 在室温下为0.8V,在-40°C下为0.9 V,在+105°C 为0.7V

定论

本文评论了电路板上电时或许引发体系问题的一些常见问题,并阐明晰确保电路板正确初始化的根本原则。电源常常被忽视,但其终究电压精度和过渡行为均很重要。

参阅电路

“深化了解digiPOT标准与架构,提高沟通功能”。,模仿对话, 第45 卷第3 期

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