V článku Podpůrné obvody v mikroprocesorové technice – 1.díl jsme zmínili
- resety (Microprocessor-reset ICs),
- obvody pro záložní baterie (Battery-backup circuits) a
- dohled nad baterií (Battery monitors).
Následující pokračování se pak věnovalo
- hlídacím časovačům (Watchdog timers),
- řadičům tlačítek s velkou prodlevou (Long-delay pushbutton controllers) a také
- podpoře pro zap / vyp jedním tlačítkem (Pushbutton on/off controllers).
Třetí pokračování se zase neslo v duchu
- napěťové stabilizace s obvody, určenými pro automobilové / průmyslové aplikace (Automotive/industrial regulators) a
- přepěťových ochran (Overvoltage protectors).
Nyní se zaměříme na
- sledování většího počtu napěťových hladin (Multivoltage monitors) a také
- integrovaná řešení pro systémový management (System-management ICs), z nichž pro začátek ještě zmíníme
- řízení posloupnosti při náběhu napájecích napětí (Sequencing).
Sledování většího počtu napěťových hladin (Multivoltage monitors)
K čemu je to dobré?
- Dostane – li se napájecí napětí mimo své toleranční pásmo, může se celý obvod začít chovat nevyzpytatelně, přestat pracovat úplně nebo v krajním případě dokonce začít hořet. Multinapěťové monitorovací prvky dokáží takovým stavům předcházet, protože si v rámci svého jednočipového provedení ohlídají velikosti všech přítomných napájecích napětí.
Téměř každé z námi diskutovaných zapojení vyžaduje ke své činnosti více než jedno napájecí napětí. Místo většího počtu jednonapěťových dohlížecích obvodů proto radějí použijeme jeden monitorovací obvod s multinapěťovým dohledem nad všemi systémovými úrovněmi. Ušetříme tak místo, zrychlíme vývoj a ještě zefektivníme celý návrh systémového managementu.
Jediný multinapěťový dohlížecí obvod zvyšuje spolehlivost celého zařízení při současném nahrazení většího počtu součástek
Monitorovací obvody pro multinapěťový dohled sledují několik napěťových hladin. Některá řešení
- vychází z továrně nastavených prahových úrovní, zatímco
- další k výběru prahového napětí používají vyhrazené piny. A pak je zde ještě
- třetí skupina, která v rámci maximální flexibility nabízí rozhraní SMBus™ nebo JTAG, kterým jednotlivé definice jednoduše naprogramujeme.
Nabídka Maximu pokrývá řešení pro 2,3,4,6,8 i 12 napájecích hladin.
Třem z těchto obvodů jsme se již na hw.cz věnovali dříve, viz články
Maxim pro tyto účely nabízí hned několik řešení, od jednoduchého dohledu nad dvěma napěťovými hladinami až po 12napěťové struktury s větším počtem prahových úrovní a integrovanými doplňky v podobě
A/D převodníků,
- teplotních senzorů nebo
- zesilovačů, snímajících velikost protékajícího proudu.
Další z možných voleb zahrnují např.
- vestavěný watchdog timer,
- kapacitně nastavitelný časový limit (timeout) v souvislosti s resetem nebo
- individuální výstupy komparátoru.
- Přehled dostupných obvodů na stránkách výrobce: www.maxim-ic.com/Multivoltage-Monitors
Integrovaná řešení pro systémový management (System-management ICs)
K čemu je to dobré?
- Integrované obvody pro systémový management šetří místo na desce plošného spoje i samotnou cenu vyvíjeného projektu, protože v rámci jediné programovatelné součástky zajistí
- monitorovací funkce (Monitoring),
- výrobu napájecí posloupnosti po zapnutí (Sequencing),
- nastavení velikosti napájecího napětí vnějšího zdroje v rámci celého tolerančního pásma (Margining) nebo i
- další potřebné funkce. Programovatelností přitom rozumíme rychlou změnu parametrů bez potřeby výměny součástek.
Současné složité systémy vyžadují v souvislosti s monitorováním, řízením posloupnosti i konkrétním vymezením většího počtu napájecích úrovní v jejich tolerančním pásmu také odpovídající počet integrovaných obvodů. Kromě toho všeho bývá často potřeba osazovat nové součástky, dojde – li ke změně požadavků na prahové úrovně napětí nebo časové limity pro reset. S diskrétními součástkami může byť jen malá změna v pořadí startovací napěťové sekvence znamenat další komplikace.
Provedení z diskrétních součástek „sežere“ hodně místa i času...
Integrované obvody pro systémový management s definovatelnými parametry naproti tomu pomáhají v boji s vyšší cenou i rozměry, protože zahrnují sekvenční řízení napájecích napětí i další poměrně kritické funkce. Programovatelnost navíc vylučuje automatickou potřebu výměny součástek během vývoje i následné sériové výroby.
Integrované obvody od Maximu, určené pro systémový management, šetří místo, zjednodušují návrh a také pomáhají zvýšit spolehlivost
Maxim nabízí ucelená integrovaná řešení pro kompletní systémový management. Nyní se budeme věnovat některým jedinečným rysům těchto integrovaných obvodů.
Řízení posloupnosti při náběhu napájecích napětí (Sequencing)
Složité elektronické čipy, využívající větší počet napájecích úrovní, si kladou relativně silné požadavky i v otázce samotného náběhu, hned po zapnutí (Power Sequencing). Aby se zabránilo otevření ochranných diod, musí být napájecí napětí pro celou řadu CPU, ASIC nebo FPGA aktivována ve speciálním pořadí, které definuje výrobce. Jinými slovy, v opačném případě může celá struktura docela dobře vykázat spolehlivostní problémy nebo se dokonce zablokovat.
V celé řadě aplikací lze základní posloupnost řešit propojením výstupu napájecího zdroje PG s povolovacím vstupem dalšího napěťového zdroje v řadě. Časování přitom zajistí jednoduchý RC článek. Ačkoli se jedná o jednoduché řešení, bude obtížné operativně měnit pořadí v sekvenci. A to už vůbec nehovoříme o nějakém řízení během vypínání.
Maxim v této věci vychází vývojářům vstříc s integrovanou nabídkou, zahrnující základní 2kanálové řadiče i programovatelné 12 kanálové struktury s vyšším stupněm integrace. Základní řešení nabídne jednoduchý způsob řízení v aplikacích s malým počtem napájecích hladin. Na opačném konci zase vybíráme z možností pro precizní řízení a monitorování až 12 napětí. Grafické uživatelské rozhraní se pak stará o plnou programovatelnost v otázce
- nezbytného zpoždění,
- definovaného pořadí,
- dohledu nad prahovými úrovněmi nebo
- chybových signálů.
- Přehled dostupných obvodů na stránkách výrobce: www.maxim-ic.com/Sequencers
Dokončení příště.
Použitá literatura:
Download a odkazy:
- Domovská stránka Maxim: http://www.maxim-ic.com/
- Distributor pro ČR: http://www.mespraha.cz/
