1.前言

在為應用處理器設計電源解決方案時，我們首先要考慮的通常是所需的電源軌數量、輸出電壓和最大負載電流。有快速搜索等工具可以幫助我們為處理器或應用選擇合適的電源管理 IC (PMIC)，無論是工廠自動化或人機界面 (HMI) 等工業(yè)應用，還是信息娛樂或人機界面 (HMI) 等汽車應用。高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)。

但你也需要問問自己：

· 我們將如何處理上電和斷電排序？

· 當斷電時，我們將如何確保完成斷電序列？

讓我們更詳細地看看這些問題。

2.上電和斷電排序

上電和斷電排序非常重要，在處理器的數據手冊中有詳細說明。如果 PMIC 的每個電源軌都有使能引腳和電壓選擇引腳，則處理上電和斷電排序的一個想法是讓每個 PMIC 輸出啟用序列中的下一個穩(wěn)壓器。然而，這有一些缺點，因為輸出電壓需要足夠高才能將邏輯高信號發(fā)送到使能，而且它也使得反向斷電序列非常困難，如果不是不可能的話。

第二種方法是使用微控制器的通用輸入/輸出 (GPIO) 引腳依次啟用每個電源軌以滿足排序要求。但是，這需要額外的引腳（因此需要更大的封裝），以及排序微控制器和一些固件才能使系統(tǒng)運行。

一種更簡單的方法是使用 PMIC 的一次性可編程 (OTP) 存儲器，其中包含設備的默認輸出電壓以及上電和斷電排序。因此，當 PMIC 被啟用或禁用時，預編程的序列將在沒有來自微控制器的任何交互的情況下執(zhí)行。PMIC 還可以在幾毫秒內啟動電源序列，這導致啟動時間比在運行電源序列之前啟動微控制器時更快。

在不同配置中使用 PMIC 不需要任何不同的固件，或者實際上根本不需要任何固件。例如，TPS659037 有兩種不同的配置，根據可訂購的部件號，根據處理器頻率和使用的內核數量為 AM572x Sitara? 供電。PMIC 將根據配置啟用或禁用內核軌。因此，我們可以在兩種不同的配置中使用相同的 PMIC，無需更改硬件或進行額外的固件開發(fā)。  通過在 OTP 存儲器中編程不同的序列，可以配置其他處理器或應用程序。

3.意外斷電時的斷電順序

關斷序列通常不僅僅滿足時序要求。即使 PMIC 包含滿足處理器時序要求的斷電序列，但意外斷電時會發(fā)生什么？如果快速移除 PMIC 的輸入電壓，則在排序期間將沒有足夠的輸入功率來維持輸出電壓。在一個簡單的解決方案中，所有電源軌將根據輸出電容和負載電流放電。預測下降率可能并不容易，因此斷電可能會發(fā)生故障。那么你如何解決這個問題？

我們需要一種阻止反向電流的方法、一種存儲能量的方法和一個到 PMIC 的禁用信號。當輸入被移除時，肖特基二極管可以阻止反向電流。當掉電序列發(fā)生時，電容器可以保持輸入電壓。但是，禁用 PMIC 將取決于系統(tǒng)配置。在許多情況下，希望有一個永遠在線的系統(tǒng)，所以讓我們考慮一下在首次供電時系統(tǒng)將啟用的情況。我們可以通過以下兩種方式之一創(chuàng)建永遠在線的系統(tǒng)：

· 對于 V IN直接為 PMIC 供電的系統(tǒng)，監(jiān)控器創(chuàng)建邏輯信號以指示電源良好。

· 使用預穩(wěn)壓器生成 PMIC 電源的系統(tǒng)的電源良好信號。

圖 1 顯示了第一個選項的實現，而圖 2 顯示了第二個選項的實現。

圖 1：當 V IN為 PMIC供電時支持不受控制的斷電

圖 2：當預穩(wěn)壓器為 PMIC 供電時支持不受控制的斷電

在前置穩(wěn)壓器的情況下，前置穩(wěn)壓器的輸出電容也可以作為能量存儲來保持 VCC。我們應該根據掉電期間最壞情況下的漏電流來選擇我們選擇的總電源電容，以便在掉電序列完成之前保持電壓。

使用公式 1 計算所需的電容：

其中 I 是漏電流，Vcc 是 PMIC 的電源電壓，Vmin 是 PMIC 運行所需的最小輸入電壓，ΔT 是完成掉電序列所需的時間。對于 TI 的 TPS659037 和 TPS65916，Vmin 為 2.75V，預編程的斷電序列通常為 1ms。