Actel

2007年夏

创新的智能功率解决方案

混合信号 FPGA 的上电排序和
上电斜率控制

随着板级电源管理变得越来越复杂,而且需要调节上电顺序和上电斜率,设计人员因此需要灵活的系统管理器。

构建和维持合适的功率环境对系统的正确运行至关重要。采用 FPGA、DSP 和 ASIC 的设计可能需要 4 到 5 个甚至更多的电源,才能按照预先设定的顺序和升压速率完成上电,并且避免闭锁、涌流或 I/O 争用等问题。Fusion 器件采用四线模拟 I/O 结构和模拟至数字转换器,可为上电顺序和升压速率控制提供既智能化又简单及灵活的解决方案。

实现上电顺序可能需要几种不同的处理方式:

  • 电源间采用固定的延迟;
  • 当第一个电源达到某一最小阈值后第二个电源开始上电;
  • 采用具有不同上电斜率的多个电源;
  • 或采用同步上电斜率达到两个不同的最终电位。
上电斜率控制

 

 

Parameters:
Vsupply = 5 V
Rpullup = 300 Ω
Ig = 10 μA
Power MOSFET:
Threshold Voltage = Vt = 1 V
Cgs = 10 nF
Cgd = 2 nF

在给定的电源电压下,Ig 和 Cgd 决定电源电压攀升至全值的速率,即由下式确定: dV/dt = Ig/Cgd

此处,Ig = Fusion 栅极驱动电流强度,或栅极上的源/汇电流,在Fusion 中可选为 1 µA, 3 µA, 10 µA, 30 µA。

Cgd = 功率 MOSFET 管栅极和漏极间的寄生电容。

Example示例

本例中电源一开始 (0 时刻) 是接通的。当 Fusion 栅极导通,栅极上电压上升,直至达到 Vt,然后,负载一侧电压以 5V/ms 的速率从 0 开始攀升,直到目标电位,该攀升速率由下式确定:
dV/dt = Ig/Cgd = 10 µA/2 nF = 5 V/ms

一旦达到最终电压,栅极将达到由下式所确定的最终值:

Vgs = Ig x Rpullup = 3 V

选择 MOSFET 必需小心,要根据系统的要求来进行。选择 Rpullup 也要小心。如果Rpullup 太大,MOSFET 的 Vgs 就可能超过额定值,造成灾难性后果。

Fusion 用于上电顺序和升压速率控制。Fusion 器件不仅能够控制上电顺序和升压速率,而且可对系统中的参数进行编程和重编程,因而可以在测试期间进行系统调整或校准。由于 Fusion 器件本身具有温度、电流监控功能,以及非易失性内存,因此能实现全面的系统管理、数据记录和远程通信。要了解有关 Fusion 器件的更多功能,请观看网上直播

要了解更多的信息,请访问网站:actel.com/ezone/FusionPowerSeq