Правильная последовательность включения напряжений обеспечивается двумя компонентами

Современным цифровым микросхемам, как правило, нужна сложная последовательность подачи напряжений, для управления которой обычно требуются специальные микросхемы или микропроцессоры. Но что, если ваши требования более скромны? Для представленной здесь схемы управления последовательностью включения напряжений нужен всего один оптрон и резистор.

Вебинар «Необычное в обычном. Сравнительный анализ современных решений Recom» (27.01.2022)

Предположим, что для включения DC/DC преобразователя на его вывод Вкл/Выкл должен быть подан низкий уровень напряжения, а при «плавающем» выводе преобразователь будет оставаться выключенным (см. Рисунок 1). Будем считать также, что в этом примере напряжение 5 В должно включаться раньше, чем 3.3 В. Уровень напряжения на выводе Вкл/Выкл 5-вольтового преобразователя низкий. При выключенном оптоизоляторе U2 вход Вкл/Выкл преобразователя 3.3 В остается плавающим.
При подаче питания преобразователь 5 В включается. По мере повышения напряжения 5 В оптопара в какой-то момент откроется, включив преобразователь 3.3 В. (Для неизолированных приложений оптрон может быть заменен транзистором).

Добавление оптоизолятора (U2) и резистора к этой схеме источника питания - это все, что необходимо для обеспечения правильной последовательности запуска преобразователей 3.3 и 5 В.
Рисунок 1. Добавление оптоизолятора (U2) и резистора к этой схеме источника питания – это все, что
необходимо для обеспечения правильной последовательности запуска преобразователей 3.3 и 5 В.

Для многих логических микросхем, питающиеся от нескольких напряжений, допустимая разность напряжений на выводах 5 В и 3.3 В ограничивается, например, значением 2.5 В. При использовании этой схемы допустимая разность может быть превышена, если на выходе U1 напряжение 5 В установится до включения 3.3 В, или если преобразователь 3.3 В выйдет из строя. Предположим, что выходные напряжения DC/DC преобразователей изменяются в том же направлении, в котором изменяются напряжения на выводах подстройки. Многие преобразователи имеют вывод (Trim), позволяющий, согласно документации, подстраивать выходное напряжение в пределах ±5%, но часто понизить выходное напряжение можно еще больше.

Разность напряжений ограничивается, когда переход база-эмиттер транзистора Q1, а также диоды D1, D2 и D3 проводят ток. Тогда Q1 открывается, включая транзистор Q2, который, в свою очередь, притягивает вывод подстройки к «земле». Поэтому напряжение на выходе 5-вольтового преобразователя будет стабилизироваться на уровне, на 2-2.5 В превышающем напряжение 3.3 В. Фактическое напряжение стабилизации будет зависеть от того, при каких напряжениях открываются p-n переходы. Величина сопротивления R2 зависит от выбранного типа преобразователя.

Последнее требование состоит в том, чтобы не допустить ситуации, когда выходное напряжение преобразователя 5 В более чем на 0.7 В ниже выходного напряжения преобразователя 3.3 В, что может произойти при выключении схемы. Чтобы избежать этой проблемы, следует в качестве D4 использовать диод Шоттки. Использование D4 не ново, и упомянуто только для полноты картины.

Если допустимая разность напряжений на выводах питания не регламентирована, но напряжение 3.3 В не должно включаться, пока выходное напряжение 5 В отличается от номинального значения более чем на 10-15%, можно последовательно с R3 добавить диоды или стабилитрон.

Electronic Design

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Add two components to power supply to ensure proper voltage sequencing

Изготовление 1-4 слойных печатных плат за $2

ADIN2111 — простой в использовании двухпортовый Ethernet 10BASE-T1L коммутатор от Analog Devices
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя