電源軟啟動設計對燒錄穩定性的影響
發布時間:2015-08-14 責任編輯:echolady
【導讀】工程師大都對電源軟啟動一次不陌生,很多關於開關電(dian)源(yuan)芯(xin)片(pian)中(zhong)都(dou)會(hui)提(ti)及(ji)軟(ruan)啟(qi)動(dong)電(dian)路(lu)在(zai)電(dian)源(yuan)芯(xin)片(pian)中(zhong)的(de)作(zuo)用(yong)。一(yi)部(bu)分(fen)工(gong)程(cheng)師(shi)對(dui)軟(ruan)啟(qi)動(dong)了(le)解(jie)不(bu)多(duo),本(ben)文(wen)就(jiu)著(zhe)重(zhong)講(jiang)述(shu)一(yi)下(xia)電(dian)源(yuan)軟(ruan)啟(qi)動(dong)對(dui)燒(shao)錄(lu)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)。
dianyuandianluzhongtongchanghuicunzaidarongliangdianrong,geidianrongjiashangdianyashunjianxuyaohendadelangyongdianliu,henkenengzaochengshurudianyuandejiangdi。ruanqidongdianlujiushiyongyudianyuanqidongshi,jianxiaolangyongdianliu,shishuchudianyahuanmanshangsheng,jianxiaoduishurudianyuandeyingxiang。rangwomenyiqilaikankan,zaidianyuanshejilimian,jiaruleruanqidongdedianlu,shiruhebaozhangshaoluqiwendingshaolude。

P800是周立功致遠電子推出的4通道、多功能的在線編程器。每通道都可以輸出相互獨立、在1.25V~7V範圍內可調的電源。在燒錄器內部,每通道的電源都采用同一路電源VDD,並通過下圖所示的開關電路,使各通道電源相互獨立。

對上圖電路簡單分析:當控製信號EN_VDDx為高電平時,Q2飽和導通,Q1柵極拉低,Q1迅速導通,電源VDD輸出到相應通道的VDD_OUT並供給待燒錄目標板。這個看似簡單的電路,卻在進行多通道異步在線燒錄測試時出了非常不穩定的現象,到底是怎麼回事呢?
我們用P800對4個ARM核心板進行異步燒錄測試過程中,發現當其中一個通道插入並上電初始化時,其他通道會出現燒錄失敗的現象。由於4個通道的信號線相互獨立,隻有電源VDD是共用的,因此我們猜測可能是ARM板上電初始化對VDD產生了幹擾並影響到了其他通道。
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為了驗證這一猜想,我們用示波器ZDS2022來觀察在VDD_OUTx上電過程中VDD的變化,並捕獲到了下麵的波形圖。

從波形圖可以看到,在VDD_OUTx上升過程中,VDD從3.12V瞬間跌落至2.14V,再緩慢回升至3.12V,最大跌落幅度達980mV。由於另外3個通道的電源也由VDD提供,因此這3個通道在線燒寫失敗也就在所難免。
VDD_OUTx的上電為什麼會造成VDD跌落呢?觀察波形圖我們還可以發現,VDD_OUTx從0V上升到2V隻用了3μs,根據電容充電公式:I=C×dU / dt,VDD_OUTx的去耦電容4.7μF,據此估算出浪湧電流達3A!正如前麵所述,過大的浪湧電流最終造成了輸入電源的降低。
為了限製浪湧電流,可以將軟啟動引入開關電路中,利用Q1的導通阻抗RDS(on)隨VGS變化的特性,通過延緩Q1導通的速度,使VDD_OUTx緩慢上升到VDD。引入的軟啟動電路如下圖的C1、R4所示。

當Q2集電極變低時,C1通過R4放電,Q1柵極電壓隨之緩慢下降,從而控製Q1緩慢導通,使VDD_OUTx不會發生突變。用示波器ZDS2022觀察VDD_OUTx上電過程中VDD的變化,得到如下波形。

和加入軟啟動之前的波形圖對比可以看到,VDD_OUTx的上升時間延長到了400μs,VDD的跌落問題也得到明顯改善。經過長時間反複測試,都沒有再出現燒錄失敗現象。
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