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电源电路的使能时刻参数界说

概述

  上升沿超越有用阈值(Enable Threshold Voltage)开端至输出电压单调上升到方针值10% 之间的时刻。

  软发动时刻(Soft-start Time),又名上升时刻(Rise Time),一般表明为 t_(SOFT-START) 或 t_RAMP 或 t_RISE ,是在满载条件下,开关电源上电发动(施加输入电源VIN且使能信号有用)后,其输出电压从方针值的 10% 单调上升到 90% 所需的时刻;这是根据横坐标“时刻”界说的。

  ① 在有些开关转化器标准书中,将软发动时刻界说为输出电压从零上升到方针值的 100% 所需的时刻。

  ② 如图5.60所示,在纵坐标 V_OUT 巨细确认的状况下,软发动时刻 t_RISE 与输出电压上升斜率(Output Voltage Slew Rate)成反比线性联系。所以,有些器材如FPGAASIC对电源的软发动时刻有要求,有些对输出电压上升斜率有要求,本质上都是相同的,是根据不同的参数维度点评相同的电源方针。

  关断推迟时刻 t_(OFF-DELAY) ,是从使能信号失效开端至输出电压下降到方针值的 90% 所需的时刻。

  下降时刻(Fall Time) ,界说为输出电压从方针值的 90% 下跌到 10% 所需的时刻。

  ② 与推迟软发动时刻不同的是,一般希望更快的下降时刻,这能够经过芯片内部或外部的快速放电电路完结,详细参阅“6.2.6 输出放电功用 Output Discharge Function”章节相关内容。

  使能推迟时刻——使能信号上升沿的50% 至输出电压上升到方针值的10% 。

  关断推迟时刻——使能信号下降沿的50% 至输出电压下降到方针值的50% 。

  这儿需求留意的是,关于这类半导体业界没有一致界说的参数来说,丈量成果是否合规,需求参阅详细电源芯片的标准书。

  TIPS:使能信号阈值电压这个参数,会在电源芯片或负载开关芯片的标准书中给出。

  软发动功用,便是为开关电源电路装备一个最小发动时刻,在发动后能够使输出电压“单调上升”到方针电压值 ;其意图是,在开关电源发动时操控浪涌电流或输出电压上升的斜率。为开关电源装备一个最小的软发动时刻,至少能够获得两个优点:

  其一,能够有用按捺浪涌电流,防止在发动瞬间对输出电容充电的电流到达开关电源的电流限值,也可减小对开关电路自身以及后端负载的电流应力,且可减小输入电压的下跌 。

  其二,装备合理的软发动时刻,有利于输出电压“单调上升”,而不会呈现颤动,这对上电时序有较高要求的数字器材尤其是FPGA器材愈加重要,因为体系上电时输出电压的颤动可能会导致后端数字器材或FPGA器材发生闩锁效应(Latch-up)问题。

  以TPS54560DDA器材为例,该芯片选用内部数字软发动(Internal digital soft-start)办法,在施加输入电压VIN且使能信号EN电平高于1.2V后,芯片开端作业,将在1024个开关周期内将输出电压从零转化至方针电压(意味着FB引脚的参阅电压也从零上升到参阅值0.8V)。在这种软发动办法下,详细的软发动时刻巨细与开关频率成反比联系,较大的开关频率对应着较小的软发动时刻。如图5.64所示,是该芯片的软发动时刻计算公式,以及标准书中给出的软发动时刻典型值。根据TPS54560DDA器材的降压电路典型运用的软发动时刻丈量,见“6.1.10 发动时刻是否合规?怎么丈量?”章节内容。

  图5.66所示,参阅“ 2.2.3.3高边开关运用N-MOSFET的非同步降压转化器”章节“ TPS54561DPRT非同步降压转化器的内部原理框图 ”,以TPS54561DPRT器材为例,外部软发动功用的完结办法是,SS引脚内置上拉电流源Iss = 1.7uA,外接软发动时刻装备电容Css。原理是,芯片上电后,由电流源Iss为软发动电容Css充电,该软发动电容上(即SS引脚上)的电压VSS从零开端缓慢上升到参阅电压 或 ,一起输出电压会在相同的软发动时刻内盯梢VSS从零开端单调上升到VOUT。软发动电容上的电压改变率越小,输出电压VOUT的电压改变率也就越小,也就意味着由输出端浪涌电流 对输出电容充电速度越慢,不至于有很大的浪涌电流对输出电容充电,到达维护芯片或后级负载电路的意图。

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