微控制器、FPGA、DSP、ADC 和其他采用多個電壓軌工作的器件需要電源排序。這些應用通常要求內核和模擬模塊在數字I/O軌之前上電，盡管某些設計可能需要其他序列。在任何情況下，適當的上電和關斷時序都可以防止閂鎖造成的直接損壞和ESD的長期損壞。此外，對電源進行排序可錯開上電期間的浪涌電流，這在采用限流電源供電的應用中是一種特別有用的技術。

本文討論使用分立元件對電源進行排序的優缺點，并介紹一種簡單而有效的時序方法，該方法利用ADP5134的內部精密使能引腳實現時序控制，該引腳將兩個1.2 A降壓穩壓器與兩個300 mA LDO集成在一起。它還展示了一些時序控制器IC，它們可能對需要更準確和靈活時序控制的應用有用。

圖1所示為需要多個電源軌的應用。這些電源軌是核心電源 （VCCINT）、I/O 電源 （V首席運營官）、輔助電源 （V科考），和系統內存供應。

圖1.為處理器和 FPGA 供電的典型方法。

例如，Xilinx Spartan-3A FPGA 具有內置的上電復位電路，可確保在允許配置器件之前，所有電源均已達到其閾值。這降低了對電源排序的嚴格要求，但為了最大限度地降低浪涌電流水平并遵守連接到FPGA的電路的排序要求，電源軌應按如下方式上電：V?CC_INT→ VCC_AUX→ V首席運營官.請注意，某些應用需要特定的序列，因此請始終閱讀每個數據手冊的電源要求部分。

使用無源延遲網絡的簡單電源排序

對電源進行排序的一種簡單方法是使用電阻、電容和二極管等無源元件延遲信號進入穩壓器的使能引腳，如圖2所示。當開關閉合時，D1 導通，而 D2 保持打開狀態。電容器 C1 充電，EN2 處的電壓以 R1 和 C1 確定的速率上升。當開關斷開時，電容C1通過R2、D2和R放電至地拉.EN2 處的電壓以 R2、R 確定的速率下降拉和 C2。改變R1和R2的值會改變充電和放電時間，從而設置穩壓器的導通和關斷時間。

圖2.簡單的電源排序方法使用電阻、電容和二極管。

這種方法對于不需要精確排序的應用可能很有用，而一些應用，只需延遲信號就足夠了，可能只需要外部R和C。將這種方法與標準穩壓器配合使用的缺點是，使能引腳的邏輯閾值可能隨電壓和溫度而變化很大。此外，電壓斜坡的延遲取決于電阻和電容的值和容差。典型的X5R電容在–55°C至+85°C溫度范圍內變化約±15%，由于直流偏置效應，變化±10%，使得時序不精確，有時不可靠。

精密使能使測序變得簡單

為了獲得穩定的閾值電平以實現精確的時序控制，大多數穩壓器需要一個外部基準電壓源。ADP5134通過集成精密基準電壓源克服了這一問題，節省了大量成本和PCB面積。每個穩壓器都有一個單獨的使能輸入。當使能輸入端的電壓升至V以上時IH_EN（最小值為0.9 V），器件退出關斷狀態，內務管理模塊接通，但穩壓器未激活。使能輸入端的電壓與精確的內部基準電壓（典型值為0.97 V）進行比較。一旦使能引腳上的電壓超過精密使能門限，穩壓器就會被激活，輸出電壓開始上升。基準電壓源在輸入電壓和溫度轉折范圍內的變化僅為 ±3%。這種小范圍確保了精確的時序控制，解決了使用分立元件時出現的問題。

當使能輸入端的電壓降至基準電壓以下80 mV（典型值）時，穩壓器失活。當所有使能輸入上的電壓降至 V 以下時IL_EN（最大值為0.35 V），器件進入關斷模式。在這種模式下，電流消耗降至1 μA以下。圖3和圖4顯示了ADP5134精密使能閾值在整個溫度范圍內的Buck1精度。

圖3.在整個溫度范圍內具有精密使能導通閾值，10 個樣本。

圖4.在整個溫度范圍內的精密使能關斷閾值，10 個樣本。

使用電阻分壓器的簡單電源排序

通過將一個穩壓器輸出的衰減版本連接到下一個上電穩壓器的使能引腳，可以對多通道電源進行排序，如圖5所示，其中穩壓器依次導通或關斷：降壓1→降壓2→LDO1→LDO2。圖6顯示了EN1連接到V后的上電順序合1.圖7顯示了EN1與V斷開連接后的關斷序列合1.

圖5.使用ADP5134進行簡單排序。

圖6.ADP5134啟動序列

圖7.ADP5134關斷時序

時序控制器 IC 提高定時精度

在某些情況下，實現精確的時序比減少PCB面積和成本更重要。對于這些應用，可以使用電壓監控和排序器IC，例如四通道電壓監控器ADM1184，在整個電壓和溫度范圍內提供±0.8%的精度。或者，具有可編程時序的四通道電壓排序器和監視器ADM1186可能適用于需要更精細地控制上電和關斷時序的應用。

ADP5034 4通道穩壓器包括兩個3 MHz、1200 mA降壓穩壓器和兩個300 mA LDO。典型的時序功能可通過使用ADM1184監控一個穩壓器的輸出電壓來實現，并在被監控輸出電壓達到一定電平后向下一個穩壓器的使能引腳提供邏輯高電平信號。這種方法如圖8所示，可用于不提供精密使能功能的穩壓器。

圖8.使用四通道電壓監控器ADM1184對ADP5034 4通道穩壓器進行排序。

結論

使用ADP5134的精密使能輸入進行時序控制簡單且易于實現，每個通道僅需兩個外部電阻。使用ADM1184或ADM1186電壓監控器可以實現更精細的時序控制。

審核編輯：郭婷