中导未来科技(深圳)有限公司!
专注LED灯控方案研发不断开拓创新丨以技术为核心丨视质量为生命
全国咨询热线:13662207379/18818590114欢迎广大客户免费咨询
PCBA方案研发厂家:欢迎您
当前位置:PCBA方案 >灯控方案知识 > PCBA问答 >  

pcb电路板设计与制作 电路设计及pcb设计

时间:2022-04-29 09:51:08 来源:PCBA 点击:0

pcb电路板设计与制作 电路设计及pcb设计

系统工程师承受降低成本和提高电路板可靠性的压力。经常被忽略的一种处理方法是减少FPGA、微处理器和用于数字信号处理器的电源监视的元件的数量。

新的高匹配性可编程电源电路将再生成、看门狗计时器(WDT)以及电压监视器IC集成到单个元件。该较高水淮一体化方案有助于降低系统成本,并解决PCB设计人员感兴趣的可靠性问题。在本文中,我们研究了集成可编程逻辑、ADC和DAC的创新解决方案,电源管理功能更准确,降低了成本。

电源管理的课题

如图1所示,典型的CPU电源电路。在典型的DSP、FPGA或微处理器中,各种电源电压要求元件的核心电压为1.2V,辅助电压和PLL电压为3.3V,I/O驱动电压为1.5V和1.8V。一般供应设计电压来源于单个5V输入电源,并一系列DC串行63?经由DC转换器供给各种电源电压。为了提供与单电源印刷电路板相同的可靠性,需要监视电路基板上的所有电源,生成正确的CPU重新设定信号或电源故障中断信号。

图1的典型电源管理电路

图1所示的电压监视器块在电源发生故障或手动切断电路基板的电源的情况下CPU发送信号IC。任一个DC-DC转换器发生故障时,电压上升或下降,超出通常的动作电压范围,程序无法正常执行CPU。

对于CPU来说,潜在的最坏状况是非易失性存储器被改写,系统无法启动。发生电源故障时可中断时CPU,可安全中止当前任务,为可靠性高的重新启动保存重要信息。

许多廉价的电压监视器IC通常具有忽略的负作用,其中监视器的阈值影响整个系统的公差。图2示出了核心电压标准为1V+/|63?表示5%的情况。CPU当核心电压小于0.95V时,监视器必须发出中断信号。

但是,考虑到监视器的阈值精度,电压变化的容许差整体降低。在这个例子中,监视器的阈值为0.95V+2%/ω63?3%(0.97V~0.93V)。在使用这样的监控IC的情况下,阈值被设定为0.97V,DC-DC转换器的容许差被限制。

图2核心电压规格与监控阈值的比较

图1的重定向产生块是在所有电压稳定后释放重定向输入信号的另一一般离散IC。在所有电源都稳定后,CPU一般将再设定模式维持一定期间。例如,当power Good信号变为有效时,IntelAtom处理器期待ldquo。脉冲延长rdquo;2毫秒的复位脉冲。仅在该时刻,CPU程序的执行开始。

图1的最后的离散IC是看门狗计时器。第一次尝试?如果程序没有定期服务于监视器,则此时间段为?元素触发系统的重新设置。以使系统从暂停状态正常动作为目的。

提高灵活性和削减成本

由于对各种电源、复位和看门狗计时器应用的需求,这些状况导致向元件供应商提供大量的离散数字和混合信号元件以帮助用户解决PCB设计的问题。然而,离散型电压监视器、重新设定、计时器电路的采用增加了印刷电路板布局的复杂度,提高了成本。

由于板块水平的寄生作用和电源开关,电压变动是正常的电源特性,设计师采用的成本削减措施之一是使用成本不太准确、成本低的电压监视元件。然而,当改变超过1%的廉价监视器阈值时,系统的电源纹波容差降低,并且重新设置条件比实际需要的多。

在一些设计中,另一个降低成本策略是不监测所有电压幅度,并且在正常操作期间DC串行63?期望DC转换器不发生故障。这在另一个例子中降低了成本,但损害了可靠性。电路板的变化通常使PCB设计用户重新设计电源管理电路,每次设计都使用各种零组件。

使用功能固定离散IC的再设计,意味着准备更多的合格零件,常常形成较大的库存量。

许多电源管理电路设计有固有的缺点,设计者萌生了将复杂的可编程元件和高精度类比电路集成到同一元件的想法。可编程元件为状态机或布林逻辑描述的各种逻辑时序提供灵活性。具有非常精确的可编程中断点的改进型阈值监控器,并且相同的晶片可以用于更广泛的电源监视应用程序。总之,可编程电源管理积体电路可以帮助使用一般电源管理解决方案标签淮化的用户PCB设计。

可编程电源管理IC实例

莱迪思半导体的power Manager II是高整合性的产品,提高了很多板级别的监视积体电路的精度。这些电源管理元件将精密故障监视电路、CPLD以及ADC/DAC电路组集成到同一元件。例如,power Manager II的一个产品最多监视6个电源,提供7个数字输出。具有四个可编程计时器可编程逻辑的元素块可用于产生包括脉冲扩展信号和电源故障中断信号CPU的复位信号。

七个输出中的两个可以被配置为高电压MOSFET驱动器,五个输出可以被配置为输入。也有可用于其他控制功能的两个通用数字输入端子(参照图3)。

图3pOWR 607结构图

该集成电源IC代替上述三个电压监视器、发电机以及看门狗计时器电源管理IC,是低成本。在一些情况下,代替两个离散IC,可以获得更经济的设计。电源管理IC的综合功能不仅可以节约时间和成本,还可以用于各种各样的设计。

power Manager II pOWR 607元件的6个电压监视器(VMON)可以独立地编程。中断点比较器为0.667V?提供了5.811V范围的192个可编程点。电源关闭后,分别提供75mV零检测选择,决定电源输出是否无效衰减。当电源断开时,如果监测的电压大于中断点,则每个比较器向可编程元件输出逻辑高电平。

比较器提供大约1%的设置点的滞后,以减少由于电路板中引入的输入噪声引起的错误触发以及通过开关电源引起的正常电源纹路。过电压及欠电压切断点可编程,反映被管理DSP/FPGA/微控制器的容许差。

每个电压监视器提供数字比特滤波器,其可以延迟比较器的输出以避免假触发条件。

CPU的看门狗计时器功能中内置的振盪器和可编程定时器电路将时序间隔设为32微秒?设为2秒。

已经确认了power Manager II构成部件比从事数字系统设计的工程师和电源设计者更有魅力,提供了简单的软件可编程接口。一个概略框图可以使设计者用对话方块构成类比块,可以用一个方程构造器容易地构建复位序列。

该组件提供系统编程ISP的JTAG接口,并且可以支持标淮的JEDEC文件格式。当元件安装在电路板上时,ISP可以通过接口改变或升级电路的功能。通过JTAG链,具有比以往的离散IC更好的可视性。

可重复编程电源管理器的概念有助于加速现有电路板的修改并减轻新设计的修改负担。通过集成在大多数电源管理应用程序中使用的离散IC,可编程电源晶片的管理不仅提供了更灵活的灵活性,而且降低了部件材料的成本。

免责声明:我们致力于保护作者版权,注重分享,被刊用文章因无法核实真实出处,未能及时与作者取得联系,或有版权异议的,请联系管理员,我们会立即处理,本文部分文字与图片资源来自于网络,转载此文是出于传递更多信息之目的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请立即通知我们(管理员邮箱:192666044@qq.com),情况属实,我们会第一时间予以删除,并同时向您表示歉意,谢谢!