PCB Blogu - PCB tahta tasarımı için programlayabilecek güç yönetimi tasarımı

PCB tahtası Güç yönetimi genelde güç yönetiminde PCB tahtası. Some commonly covered issues are:

1. PCB tahtasına güç teslim etmek için çeşitli DC-DC dönüştürücüleri seçin;

2. Sezenleme/izlemeyi kapat ve kapat;

3. Voltage monitoring.

Bu makale, güç yönetimi sadece güç yönetimi olarak tanımlanıyor.PCB tahtası(including DC-DC converters, LDOs, etc..). Güç yönetimi, PCB'deki DC-DC kontrolörünü yönetmek için aşağıdaki fonksiyonları içeriyor.. Örneğin, hot-plug, yumuşak başlangıç, sıralama, İzleme, tolerans, ve düzenleme; tüm güç durumları ve kontrol mantıklı sinyalleri üretildi.. Örneğin, sinyal üretimi yeniden ayarlayın, power failure indication (monitoring), ve voltaj yönetimi. Şekil 1, CPU veya mikroprocessör ile PCB üzerinde tipik bir güç yönetimi fonksiyonunu gösteriyor; Sıcak eklenti/yumuşak başlangıç kontrol fonksiyonu enerji temsilindeki başlangıç yükünü azaltmak için acil akışını sınırlamak için kullanılır. Bu önemli bir fonksiyondur. PCB tahtası(s) aktif substratlara eklenir; Çoklu güç malzemelerini nasıl dönüştüreceğini kontrol etmek için kullanılır.. Fault (over/under voltage) monitoring of all voltages to warn the processor of impending power failure. Bu fonksiyon "gözlemci fonksiyonu" olarak da bilinir.. Yeniden ayarlama üretim fonksiyonu işlemci etkinleştirildiğinde işlemci için güvenilir bir başlangıç durumu sağlar.. Bazı işlemciler işlemci kaynağı stabil olduğundan sonra yeniden ayarlama sinyalini bir süre süredir istiyor.. Bu da yeniden ayarlanmış puls yayılması olarak bilinir.. Yeniden ayarlama jeneratörünün fonksiyonu, işlemcisini yeniden ayarlama modunda kaldırmak üzere güç başarısızlığı oluşturulmasına rağmen uygun hatalarını engellemeye çalışıyor. PCB tahtası flash hafıza

1. geleneksel güç yönetimi çözümlerinin sınırları

Genelde PCB'deki her güç yönetimi fonksiyonu ayrı bir fonksiyonel IC tarafından uygulanır. Bu IC farklı voltaj kombinasyonları için farklı modellerde kullanılır. Bu şekilde, farklı üreticilerden yüzlerce tek fonksiyonlu IC modelleri farklı güç yönetimi ihtiyaçlarına uygulamak için var. Örneğin, yeniden ayarlama jeneratörü IC modelini seçmek için, bu bilgi temin edilmeli:

1) reset generator IC tarafından kontrol edilecek voltaj kanallarının sayısı;

2) voltaj kombinasyonu (3.3, 2.5, 1.2 veya 3.3, 2.5, 1.8, etc.);

Yanlış keşfetme voltasyonunun %3 (yüzde 3.3V-5, yüzde 3.3V-10, etc.);

4) Tamlık (3%, 2%, 1,5%, etc.);

5) reset puls uzantı fonksiyonu dış bir kapasitör tarafından kontrol edilir;

6) Manual reset input.

Bu parametrelerin tüm mümkün değişikliklerini yönetmek için, tek bir yeniden yapıcı için IC için yüzlerce model olabilir. Ayrıca, mühendislik tasarım sürecinde başka bir voltaj (muhtemelen) izlemesi gerekirse, farklı bir model seçilmeli. Aynı şekilde, farklı parametrelere dayanan birçok tek fonksiyonlu IC, sıcak değiştirme kontrolörü, güç sekvenörü ve voltaj izleme/detektor fonksiyonu IC gibi aynı fonksiyonda bile kullanılır. Bu tek fonksiyonlu IC'lerin farklı bir seti, çoklu PCB tahtalarından oluşan her PCB tahtası için gerekli, bu yüzden de materyal hesabını arttırıyor.

2. PCB tahta tasarımının karmaşıklığı artmaya devam ediyor.

Eğer tek fonksiyonlu güç yönetimi IC'lerin kullanımı hiç yönelebilirse, bu geçmişin bir şey. Çoğu PCB tahtaları genellikle birkaç çoklu voltaj aygıtlarını kullanır, her biri farklı bir güç yükselmesi sırası ile. Daha iyi süreç düğümleri olan aygıtlar düşük voltaj gerekiyor ama daha yüksek akışlar. Tasarımcılar sık sık çoklu voltaj enerjisinde bir yük noktasını kullanmalıdır. Bu şekilde PCB'de kullanılan güç malzemelerinin sayısı arttırılacak. Elektrik yönetimi arttığı ve çoklu sıralama yönetimi gerektiğinde, temin voltaj döngüsü arttığı için daha karmaşık olur. PCB kurulu tasarımları daha karmaşık oldukça, geleneksel güç yönetimi çözümleri çözmek için daha zor olur. Şu anda, geleneksel tek fonksiyonlu IC ile güç yönetimini uygulayan tasarımcılar ya da bazı voltajları izlemeyi önlemek zorunda, ya da her güç yönetimi fonksiyonu için birçok tek fonksiyonlu aygıtlar kullanmalı. Bu iki yöntemden hiçbiri tavsiye edilemez.

1) PCB alanını arttır ve güveniliğini azaltır

Tek fonksiyonlu IC sayısını ve bunların sonucu bağlantısını sadece PCB bölgesini arttırır ama PCB'nin güveniliğini istatistik bir görüntü noktasından de azaltır. Örneğin, toplantı hatalarının olasılığını arttırması mümkün. Görünmeyen (kesinlikle kötü) sonuçlarına yol açar.

2) İkinci temin kanalı ve tasarım kompromisyonu

Tek fonksiyonlu aygıtlar farklı teminatçılardan satın alındığında, zamanında ulaşmayan aygıtlardan birinin yüzünden üretim gecikmelerinin arttırılması riski var. Bu yüzden ikinci bir teslim kanalı için ihtiyacı var. Fakat ikinci kanal tasarım mühendisi için aygıt bulunabilirliğini azaltır, tasarımcıların PCB'deki hata izleme örgütünü feda etmelerine zorluyor. Toplam ve test maliyetleri sistemde kullanılan aygıtlar sayısına uyumlu. Aygıtın maliyeti satın alan birimi ile tersiyle proporsyonal. Birçok aygıt verilen bir sistemde gerekli olduğundan beri, her aygıt sistemi in şa etmek için daha az gerekli, tüm sistem maliyetini arttırmak için. Örneğin, bir sistemin 10 PCB tahtası varsa, yılda 1000 bu sistemler üretilecek. Eğer her PCB tahtası enerji yönetimi için tek fonksiyonlu IC kullanırsa, tasarımı tamamlamak için yaklaşık 10 farklı tek fonksiyonlu IC gerekiyor. Bu tek fonksiyonlu IC'lerin yıllık talebi 1000 parça. 1.000 grupların birim fiyatı, elbette 10.000 grupların birim fiyatından daha yüksektir. Bu yüzden eski güç yönetimi çözümünün maliyeti, tüm PCB tabanları için aynı tek fonksiyonlu güç yönetimi IC kullanımından kesinlikle daha yüksektir. Çoklu tek fonksiyonlu IC aygıtları ile uygulanan geleneksel güç yönetimi 1980'lerde dijital tasarımcılar mantık fonksiyonlarını uygulamak için TTL kapılarını kullandıkları zaman geçmişte bir şeydir. PCB tahta karmaşıklığı arttıkça tasarımcılar, sabit fonksiyonu ASIC kullanarak ya da kullanılan TTL kapılarının sayısını arttırması gerekiyor. Sürpriz değil, sistem tasarımlarında kullanılan TTL aygıtlarının sayısı dramatik olarak artıyor.

Programlı Mantık Aygıtlarının (PLD) gelişmesi, tasarımcıların verilen PCB bölgesinde daha fazla fonksiyonel çalışmalarını sağladı ve ayrıca pazara zamanı kısa etti. Tüm sistem maliyeti de sistemde kullanılan komponent sayısını azaltarak azaltılır. Çünkü aynı PLD çoklu tasarımlarda kullanılabilir, sistemde kullanılan komponent sayısı azalır. Şirketler her PCB tahtasının gerekli işlemliğini feda etmeden küçük bir sürü PLD aygıtlarına standartlayabilir. Birçok TTL kapıdan küçük bir sayı PLD yönetmek çok kolay. Aynı PLD birçok PCB tasarımları için kullanılabilir, ikinci bir teslim kanalı için ihtiyacını azaltmak veya yok etmek için kullanılabilir. Tasarımcılar tasarımları oluşturmadan önce, başarılı şanslarını arttırmak için yazılım kullanabilir. Şu anda tek fonksiyonlu güç yönetimi IC kullanmak geçmişte TTL kapılarını kullanmak gibi eski moda. Bugün kompleks PCB tahtalarını tasarlamak "Güç Yönetim PLD'leri" gerekiyor. Öyle mi?lında bu cihazın kabul edilmesi şimdi PCB kurulu tasarımı için bir teklif olmalı.

3. Programlanabilen güç yönetimi taslağı

Tipik bir PCB tahta güç yönetimi uygulaması tek programlı bir güç yönetimi cihazını kullanır. Programlamalı güç yönetim aygıtları programlı analog ve dijital bölümlerin çoklu geleneksel tek fonksiyonlu güç yönetim aygıtlarının integrasyonu basitleştirmesi için gerekiyor. Tasarımcılar özellikle yapılandırılmış, fabrika programlandırılmış tek fonksiyonlu aygıtı için bir voltaj kombinasyonu izlemek için programlanabilen analog bölümünü ayarlayabilir. Elektrik yönetim cihazının programlamalı dijital bölümü, yeniden ayarlanabilir güç izleme fonksiyonlarını içeren PCB tahtası için mantıkları belirlemek için gerekli, güç başarısızlığı özel güç malzemelerinin üretimini ve sıralamasını engellemek için gerekli. Yazılım tabanlı programlanabilen tasarım metodolojisi birçok tahta özel güç yönetimi fonksiyonlarını sağlayacak güç yönetimi cihazları etkinleştirir.

4. Programlamalığı Güç Yönetimini standartlaştırır

Programlanabilen cihazı yeniden yapılandırarak tasarımcılar, tek programlanabilen güç yönetimi cihazı ile tüm tahta özel güç yönetimi fonksiyonlarını uygulayabilir. Aynı programlanabilen aygıt çoklu PCB tahtalarında çoklu tek fonksiyonlu IC kullanmak yerine kullanılabilir. Sonuç olarak tasarımcılar tasarımın boyunca tek programlı bir güç yönetim cihazına standartlayabilir. Elektrik yönetimi fonksiyonlarını tek programlı bir güç yönetimi cihazına birleştirmek ve çoklu PCB üzerinde aynı cihazı kullanmak, böylece faydalar verir:

1) PCB tahtasının boyutunu azaltın ve güveniliğini arttırın

Bir aygıta çoklu tek fonksiyonlu IC'leri birleştirmenin en önemli faydası PCB tahta alanını azaltır. Küçültülmüş komponent sayısı ve bağlantı izleri PCB bölgesini ve maliyetini azaltır. Statistik bir görüntüden, düşük komponent sayısı da PCB'nin güveniliğini arttırır.

2) Karmaşık güç yönetimi ihtiyaçlarıyla karşılaştırma yeteneği

Bugün PCB tahtalarında kullanılan güç malzemelerin sayısı artıyor. Ayrıca kontrol ve kontrol fonksiyonlarının karmaşıklığı artıyor. Çünkü programlanabilen güç yönetimi aygıtları daha fazla güç gözlemcisi içeri (tek fonksiyonlu IC ile karşılaştırılabilir) ve programlayabilen dijital mantıkla birleştirir, bu aygıtlar karmaşık güç yönetimi fonksiyonlarını uygulamak için daha uygun. Ayrıca, programcılığı değişiklik belirlenme ihtiyaçlarını yerine getirmek için hızlı uyum sağlamak için fleksibillik sağlıyor.

3) İkinci temsil kanalı için gerek yok

Genelde, ikinci kanal aygıtların ulaşılmadığı yüzünden üretim gecikmelerini engellemek için alınan bir önlemli ölçüdür. Bu ihtiyaç, tipik bir sistemin farklı teminatçılardan çoklu küçük bir fonksiyon aygıtlarına ihtiyacı olduğu gerçeklik tarafından a şırı aşırı arttırıldı. Tüm PCB ve projelerin arasında tek programlı bir güç yönetimi cihazını standartlaştırarak, zamanlı tüketme ve kaynaklı ikinci kanal için ihtiyacı tamamen değerli azaltılabilir veya silinebilir.

4) Düşük tüm sistem maliyeti

Programlamalı güç yönetimi aygıtları genellikle tek fonksiyonlu IC toplamından daha pahalıdır. Ayrıca, standartlaştırılmış güç yönetimi sistemdeki çoklu PCB kurulu için uygulandırılır. Bu da daha fazla toplam yüzünden yüksek diskontler yüzünden maliyetleri azaltır.

5) Güç yönetim fonksiyonu yazılım tarafından anlayabilir.

Yazılımlarda uygulanan programlı güç yönetim aygıtları kullanarak tasarlanmıştır. Normalde, yazılım tasarımı aracı da PCB masa simülatörlerinde kullanılan güç yönetimi algoritmalarının doğrulamasını destekliyor. Çünkü güç yönetimi tasarımı kurulun başlamadan önce tamamen doğrulanmıştır, cinsel geçiş şansı yüksektir, bu da ürün başlatma hızını daha da hızlandırıyor.

Kullanılan güç malzemeleri sayısı today's PCBs continues to increase, güç yönetimi algoritmaları daha karmaşık. Ama..., geleneksel eski güç yönetimi şemaları hâlâ bu yükselmeye gereken uygulamalarda kullanılır., making PCB tasarlama inefficient and expensive, ve sık sık sık boşanmamış ticaretin yüzünden zayıf sonuçları. Bu kağıt bu karmaşık güç yönetimi sorunu için bir tasarım gösteriyor: programlanabileceğini kullanarak, karışık sinyal güç yönetim aygıtları. Tasarımcılar "güç yönetimi PLD" üzerinde standartlayabilir ve sistem boyunca cihazı kullanabilir. PCB tahtası, maliyeti azaltmak, güveniliğini arttırmak, ve zaman pazara hızlandırmak için.