多电源电路的可靠性设计案例

2020-07-15 03:43字体:
  

  跟着通讯修立庞大水准的提升,工程运用对修立的牢靠性央求也随之提升。各类电源配送计划正在工程利用上取得了普及的运用,正在有后备电池供电的运用上,因为供电编制的切换,通讯修立内各部件将面对一次上电初始化的检验。

  现正在通讯机房民众采用-48V直流电源,而电子元器件大凡采用低电压供电,以5V和3.3V最为常睹,近几年跟着低功耗器件的洪量运用,1.5V、1.8V、2.5V电源也被采用。电道打算中往往采用DC-DC电源转化模块供给二次电源。正在同时运用众种电源时,可采用众种

  这种打算大凡搜罗1只48-5V电源模块和1只48-3.3V电源模块。此中5V电源模块紧要给电道内5V器件供电;3.3V电源模块紧要给电道内FPGA、ASIC供电,以及需要直流电压

  举行更小电压的转换。这里该当指出,即使采用线性调压器(LDO)举行小电压转换时,上司电压平时采用3.3V,由于常用的1.5V、1.8V、2.5V与5V的压降很大,正在举行电压转换的时分将亏损更众功率,同时扩大编制的散热职掌。

  关于这种打算,因为分别电源模块的目标差别,存正在上电顺次的题目。即使5V到达平静的时刻比3.3V早,那么将可以形成如下题目:a. 5V器件仍然运转寻常,而3.3V的FPGA、ASIC还未加载或初始化完毕。即使电道内MCU单位为5V供电,那么MCU初始化FPGA和ASIC腐烂,电道职责将不寻常,这种景况外面上可能通过正在MCU措施代码里增加空转守候语句,然而现实上仍旧存正在题目,睹下面的阐述。

  b. FPGA加载腐烂。图1显示了大凡可编程逻辑器件的上电加载机制。图2显示了48-3.3V的某品牌电源模块正在用蓄电池加电时,其电压正在上升历程中与到达平静形态前呈现的较为吃紧的摇动,测试其他电压,也察觉肖似景况。图1、图2可能阐述到,FPGA正在上电历程中需求自检电压,一朝总共央求的电压值大于某个畛域就下手加载,而此时即使电压摇动较大,那么FPGA可以会加载腐烂,由于当摇动的电压处于波峰时FPGA迅速检讨电压并可以通过,正在FPGA加载正举行到下面某一步时,电压值忽地消重直至波谷,那么FPGA的后续加载操作将分外。当然,现正在不少FPGA正在上电自检的时分都有个监测电压是否平静的历程,加载腐烂的景况基础上很少,只是大片面的FPGA对电压都有苛峻的央求。

  c.与b肖似,许众ASIC专用芯片、CPLD正在上电初始化的时分都需求有平静的电压,这里不再累述,可能参阅合系芯片材料。

  目前正在编制打算中,为了兼容各类电压也常采用48-5V单电源模块和加直流电压

  的计划。原本采用单电源模块的打算同样面对上面提到的题目。单电源模块也存正在上电顺次先后的题目。由于电源模块直接输出5V,其他电压值通过直流电压

  正在蓄电池供电的景况下,因为蓄电池的自身特点,正在上电的时分其电压是迟缓上升的,因为现正在DC-DC模块的打算差别,某些模块正在慢上电的历程中呈现的电压摆动仍旧会影响FPGA和ASIC的初始化。

  对应可以呈现的题目,可能找到相应的处置门径。正在前文阐述的第一种景况(采用众电源模块)下,对应a,可能复位MCU;对应b,可能复位FPGA;对应c,可能复位合系芯片。关于第2种景况(采用单电源模块),复位相应的芯片也可能处置题目。因而最直接有用的门径便是复位。

  当然咱们弗成以比及窒碍呈现的时分再去手动复位,这里可能商量运用Maxim公司的MAX708芯片来完毕自愿复位的功用。

  MAX708是一种微管束器电源监控芯片,可同时输出高电平有用和低电平有用的复位信号。复位信号可由VCC 电压、手动复位输入或由独立的对照器触发。独立的对照器可用于监督第二个电源信号。正在电道打算中,MCU单位大凡由51单片机组成,单片机的复位信号是高有用。大凡FPGA和ASIC的复位信号都是低有用。因为MAX708可同时输出高电平有用和低电平有用的复位信号,所以可能诈骗MAX708的这个特征来处置电道内MCU、FPGA、ASIC的上电复位题目。

  如图3所示,当PFI端子上的电压值小于1.25V时,PFO端子将输出低电平(平素为高)。因为PFI端子的这个特点,可能用它来监控电道上的1.5V电压。正在通讯修立里,电道上大凡含有5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.5V的电压值,1.5V该当属于末级电压,便是说通过直流电压

  末了转压出来的,咱们监控了最小电压(1.5V),自然也就不必理会它的上司电压了。

  可能联思,电道上电历程中,1.5V的末级电压即使没有到达央求,复位信号将继续存正在,搜罗给MCU的RST复位信号,和给其它芯片的低电平有用的复位信号。图3中的MREST为手动增加的复位信号。

  需求指出的是,MAX708自身可能监控VCC电压(这里为5V),这对电道采用众电源模块的打算是很有效的。由于两个电源模块互相独立,5V和1.5V可以不是源于统一个电源模块,因而正在监控1.5V的同时也需求监控5V电压。

  当然,因为MAX708芯片自身的控制,它无法监控小于1.25V的电压。然而正在电信级修立中,功耗题目并不很殷切,因而如许小的电压基础上运用很少。

  电源摇动形成的电道上电腐烂窒碍,只是涉及电源牢靠性的一个方面。这里举的一个现实运用的例子可以并不适合于各类景况,其目标只是正在于指引打算职员正在相合电源打算中可以存正在的隐患。现正在,FPGA和ASIC正在消重功耗的同时,也具有越来越众的驱动电压,某些器件还奇特对各类电压的上电顺次有苛峻的央求。硬件工程师正在运用这些器件举行编制功用打算的同时,也将越来越众的面对何如提升电源牢靠性方面的寻事。

联系我们CONTACT

全国服务热线:
4001-100-888
地 址:上海市闸北区永兴路258弄1号兴亚广场1706室
电 话:4001-100-888
传 真:021-63282858
邮 箱:admin@bank345.com