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          做好自啟動(dòng)不容易,理解穩(wěn)壓器和帶隙基準(zhǔn)的上電復(fù)位需求

          作者: 時(shí)間:2013-08-28 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          -text-size-adjust: auto; orphans: 2; widows: 2; webkit-text-stroke-width: 0px">  解決問題

            圖1所示電壓基準(zhǔn)能夠正常工作,因?yàn)樗袉为?dú)的啟動(dòng)電路,可以在兩路帶隙電流為零時(shí)打破平衡。不過,實(shí)踐證明,它能夠確保正常工作在室溫,而在高溫下可能出現(xiàn)失效,由此可見,啟動(dòng)電路在高溫、漏電流變大時(shí)非常脆弱,設(shè)計(jì)者必須在使用弱啟動(dòng)電路(可能不啟動(dòng))和強(qiáng)啟動(dòng)電路(可能影響正常操作)之間進(jìn)行權(quán)衡。有關(guān)帶隙啟動(dòng)的課題涉及到很多專利技術(shù)。

            本處需要解決的問題相對(duì)比較簡(jiǎn)單,假設(shè)負(fù)壓漏電流處理不當(dāng),我們會(huì)對(duì)基準(zhǔn)輸出進(jìn)行鉗位。IC內(nèi)部的ESD二極管為硅二極管(圖3),它們會(huì)自然把負(fù)壓鉗位在0.6V至0.7V(也可能是兩個(gè)二極管串聯(lián),鉗位在1.2V)??梢栽诨鶞?zhǔn)輸出端增加一個(gè)小的肖特基二極管,正常工作時(shí),二極管反偏,對(duì)電路沒有影響,考慮到肖特基二極管會(huì)有泄漏。室溫下,其正向壓降約240mV,隨著溫度上升(同樣電流條件),其正向?qū)妷合陆?,如圖5所示。

          做好自啟動(dòng)不容易,理解穩(wěn)壓器和帶隙基準(zhǔn)的上電復(fù)位需求

            圖5. 肖特基二極管典型特性

            由此,可基本解決熱啟動(dòng)問題,需要測(cè)試時(shí),可以找一個(gè)在特定溫度下失效的電壓基準(zhǔn),把電壓基準(zhǔn)的輸出引到烘箱外面,如有射頻干擾,可以采用一小段同軸電纜引出。20pF的電纜電容不會(huì)影響直流。測(cè)量失效電壓基準(zhǔn)的輸出,請(qǐng)注意可能出現(xiàn)負(fù)壓(有時(shí)IC內(nèi)部會(huì)有兩個(gè)串聯(lián)的ESD二極管),假設(shè)是-1V。然后,連接一個(gè)硅二極管(如1N4747)把電壓鉗位在0.6V,重新查看基準(zhǔn)是否啟動(dòng),再用兩個(gè)串聯(lián)的肖特基管(室溫下壓降約0.52V),查看基準(zhǔn)是否啟動(dòng)。只接入一個(gè)肖特基二極管(0.24V)時(shí),查看基準(zhǔn)是否啟動(dòng)。把肖特基管加熱或放入烘箱中——基準(zhǔn)是否啟動(dòng)?通過逐步試驗(yàn)啟動(dòng)門限,可以了解啟動(dòng)裕量。

            加上肖特基二極管可以減輕基準(zhǔn)輸出被拉至負(fù)壓的程度,隨著溫度上升,肖特基二極管正向?qū)妷鹤冃?,減輕了這一問題。測(cè)試證明,增加肖特基二極管后,可以防止負(fù)壓對(duì)電壓基準(zhǔn)的影響,使之可以在高溫下啟動(dòng)。

            POR()有幾種方式確保正常工作。例如,Maxim的MAX6029電壓基準(zhǔn)基于單元,該基準(zhǔn)必須在正確的工作電壓下才能穩(wěn)定。正如我們?cè)?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/帶隙基準(zhǔn)">帶隙基準(zhǔn)部分所述,會(huì)在兩個(gè)工作點(diǎn)達(dá)到平衡并穩(wěn)定:設(shè)計(jì)電流和零電流。確保器件啟動(dòng)并避免進(jìn)入零電流狀態(tài)是必不可少的條件,設(shè)計(jì)者要花大量時(shí)間就電壓、溫度和工藝等變化進(jìn)行電路仿真。MAX5134是4路16位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(DAC),其POR電路將器件初始化到已知狀態(tài),MAX5134可以復(fù)位到零或中間值。針對(duì)不同應(yīng)用,這會(huì)是一個(gè)很重要的系統(tǒng)安全因素。對(duì)于受控馬達(dá),如果上電過程中隨意變動(dòng),有可能對(duì)人身造成傷害。由于硬件POR電路獨(dú)立于任何軟件控制,必須在系統(tǒng)軟件接管操作之前確保安全工作。另外,POR也應(yīng)用在非易失數(shù)字電位器MAX5482中,光纖通信、電源等系統(tǒng)需要在最終產(chǎn)品測(cè)試中進(jìn)行校準(zhǔn),MAX5428可以記住1024個(gè)位置或電壓值之一,POR確保上電時(shí)自動(dòng)讀出校準(zhǔn)值。

            結(jié)論

            確保自啟動(dòng)在任何條件下正常工作將面臨許多設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),對(duì)于IC,POR可以保證系統(tǒng)進(jìn)入確定的安全狀態(tài)。有時(shí),如果客戶的應(yīng)用場(chǎng)合超出了IC的工作范圍,可以向IC制造商的工程師尋求幫助;但建議用戶最好按照制造商文檔中的條件限制使用,理由很明顯,因?yàn)镮C設(shè)計(jì)時(shí)就是按照這些參數(shù)構(gòu)建的。

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