Power GreenPAK SLG5100x 器件的保護(hù)功能

傳感器技術(shù)和小型多軌應(yīng)用的創(chuàng)新進(jìn)步需要同時(shí)兼顧性能和保護(hù)的復(fù)雜解決方案。在這方面，Power GreenPAK SLG5100x 器件成為關(guān)鍵工具，將高性能低壓差 (LDO) 穩(wěn)壓器與多功能 GreenPAK 資源無(wú)縫集成。本文深入探討了這些器件固有的全面保護(hù)功能，這些功能對(duì)于確保苛刻的操作環(huán)境中的可靠性和使用壽命至關(guān)重要。

從啟動(dòng)和功能電流限制到欠壓鎖定 (UVLO) 和熱關(guān)斷機(jī)制，這些設(shè)備提供了強(qiáng)大的保護(hù)框架。此外，它們還結(jié)合了可配置的溫度警報(bào)和 I2C 功能，為用戶(hù)提供了實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，允許檢查電流限制、輸出電壓狀態(tài)和溫度警告標(biāo)志等關(guān)鍵參數(shù)。在本文中，我們探討了 Power GreenPAK SLG5100x 設(shè)備的功能，這些設(shè)備有望重新定義高級(jí)傳感器系統(tǒng)和小型多軌應(yīng)用的格局。

SLG5100x 中的保護(hù)類(lèi)型

SLG5100x 器件具有多種保護(hù)功能，有助于保護(hù) PMIC 本身和電路中的其他元件。這些保護(hù)功能可讓器件安全關(guān)閉，同時(shí)還能將問(wèn)題通知其他微電路，例如連接的微控制器。

以下是SLG5100x設(shè)備中可用的保護(hù)塊的簡(jiǎn)要說(shuō)明：

SLG5100x 設(shè)備中保護(hù)系統(tǒng)的靈活性

SLG5100x 器件具有內(nèi)部可編程邏輯，可單獨(dú)編程。可以在 GUI 中創(chuàng)建自定義設(shè)計(jì)文件，然后將其寫(xiě)入器件。此外，可以指定打開(kāi)和關(guān)閉 LDO 的自定義順序，然后可以通過(guò) I2C、GPIO 或簡(jiǎn)單地打開(kāi)器件來(lái)啟用此順序。VOUT_OK、過(guò)流限制事件和溫度警告等信號(hào)可以分別輸出到單獨(dú)的 GPIO 或內(nèi)部組合，然后輸出到單個(gè) GPIO。

使用 LDO 組合信號(hào)

下圖 1 顯示了 SLG5100x 設(shè)備的示例設(shè)計(jì)項(xiàng)目。每個(gè) LDO 的 VOUT_OK 標(biāo)志都連接到邏輯與門(mén)。邏輯與的輸出連接到 GPIO1，當(dāng) LDO 1、2 和 3 啟用時(shí)，該輸出將為高電平。如果 LDO1、LDO2 或 LDO3 中的任何一個(gè)輸出未達(dá)到其標(biāo)稱(chēng)電壓值，則 GPIO1 的輸出將為低電平。圖 2 顯示了類(lèi)似的示例，但顯示了電流限制標(biāo)志的示例。如果其中一個(gè)標(biāo)志被激活，則 GPIO1 將為高電平。

圖 1：三個(gè) LDO 的 VOUT_OK 信號(hào)通過(guò)邏輯與門(mén)傳輸至 GPIO1

圖 2：三個(gè) LDO 的電流限制標(biāo)志信號(hào)通過(guò)邏輯與門(mén)傳輸?shù)?GPIO1

圖 3 顯示了使用溫度傳感器以及電流限制和 VOUT_OK 標(biāo)志的示例。此解決方案使用 GPIO1 監(jiān)控設(shè)備是否按預(yù)期工作。當(dāng)任何一個(gè) LDO(LDO V OUT未升高、電流限制或溫度傳感器)觸發(fā)這三個(gè)可能事件中的任何一個(gè)時(shí)，GPIO1 將置為低。

圖 3：通過(guò) 3 位 LUT 傳輸至 GPIO1 的 LDO 的 VOUT_OK、電流限制和溫度傳感器信號(hào)

“設(shè)備中斷請(qǐng)求塊”詳細(xì)信息

該設(shè)備具有一個(gè)功能塊，有助于節(jié)省內(nèi)部邏輯元件。每個(gè) IRQ 事件寄存器都有一個(gè)關(guān)聯(lián)的中斷屏蔽寄存器，該寄存器通過(guò)邏輯或控制事件寄存器信號(hào)是否有助于設(shè)備中斷請(qǐng)求。

它包括以下事件：

· LDO1 電流限制

· LDO2 電流限制

· LDO3 電流限制

· LDO4 電流限制

· LDO5 電流限制

· LDO6 電流限制

· LDO7 電流限制

· 上電復(fù)位

· 系統(tǒng)重置

· 電源時(shí)序器崩潰

· 溫度過(guò)高

· 矩陣事件(輸入)

當(dāng)上述任何一種情況發(fā)生時(shí)，設(shè)備中斷請(qǐng)求輸出信號(hào)將置為高電平并鎖存，直到設(shè)備復(fù)位(CS 置為低電平)。此信號(hào)可以路由到 GPIO(圖 4)，也可以用于關(guān)閉設(shè)備，在這種情況下，它可以方便地充當(dāng)碰撞序列指示器。

圖 4：設(shè)備中斷請(qǐng)求塊

SLG5100x 中的信號(hào)標(biāo)志輸出

如果觸發(fā)以下任何一個(gè)事件(例如 UVLO 檢測(cè)、過(guò)熱檢測(cè)或 CS 取消斷言)，則設(shè)備將根據(jù)編程的電源序列器斷電。

可以通過(guò) I2C 讀取 SLG5100x 錯(cuò)誤寄存器。以下是可以讀取的狀態(tài)和事件寄存器：

典型應(yīng)用用例

此應(yīng)用用例的內(nèi)部設(shè)計(jì)是在Go Configure 軟件中心中實(shí)現(xiàn)的。完整的設(shè)計(jì)文件可在此處找到：SLG5100x 保護(hù)功能簡(jiǎn)介。圖 5 顯示了 SLG51000 的典型用例，具有多種保護(hù)模式。此設(shè)備有四個(gè)通用 GPIO 和兩個(gè) I2C GPIO(SDA 和 SCL)。如有必要，這些 GPIO 可以與 I2C 斷開(kāi)連接，并可用于設(shè)計(jì)中的其他功能。該設(shè)備有多個(gè)獨(dú)立的 VIN 和七個(gè)集成 LDO。

圖 5：使用 SLG51000 的典型用例

可以使用GreenPAK Designer 軟件快速配置 LDO 輸出電壓、電流限制、內(nèi)部電源定序器和設(shè)備操作場(chǎng)景，該軟件具有用戶(hù)友好的 GUI。有關(guān) VOUT_OK、電流限制和高溫的信息可以路由到 GPIO 或用于其他目的。圖 6 顯示了 GUI 中的設(shè)備配置文件的設(shè)計(jì)，其中演示了設(shè)備的一些保護(hù)功能。

圖 6：SLG51000 的 GUI 中的設(shè)計(jì)概覽

在圖 6 的示例中，GPIO3 配置為輸入并觸發(fā)電源序列。LDO 逐個(gè)打開(kāi)/關(guān)閉。

電源序列發(fā)生器配置為在 GPIO3 從低到高切換后，在打開(kāi)每個(gè) LDO 之間有 10 毫秒的延遲，在關(guān)閉每個(gè) LDO 之間有 30 毫秒的延遲。此外，如果發(fā)生“崩潰序列”事件，電源序列發(fā)生器配置為在 10 毫秒的延遲后關(guān)閉 LDO。

崩潰序列將設(shè)備轉(zhuǎn)換為“重置”狀態(tài)，可能由以下原因引起：

· CS 取消斷言

· 過(guò)溫檢測(cè)

· 軟件重置請(qǐng)求

· UVLO 檢測(cè)

· 崩潰檢測(cè)——與之相連的“設(shè)備中斷請(qǐng)求”塊的輸出

圖 6 中的設(shè)計(jì)包含一個(gè)“設(shè)備中斷請(qǐng)求”塊，它連接到“電源定序器”塊。“電源定序器”塊具有崩潰序列模式 - 通過(guò)編程的電源序列禁用 LDO，設(shè)備將進(jìn)入其重置狀態(tài)(有關(guān)狀態(tài)機(jī)的更多信息，請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)表)。

GPIO4 連接到此模塊，作為帶有防抖濾波器的輸入。如果將邏輯高電平應(yīng)用于 GPIO4，設(shè)備中斷請(qǐng)求模塊的輸出也將變?yōu)楦唠娖?，并?LDO 將被禁用，從而導(dǎo)致設(shè)備復(fù)位。設(shè)備將保持此狀態(tài)，直到 CS 被取消置位。

GPIO1 配置為輸出，通過(guò)邏輯與門(mén)輸出所有 LDO 的 ON 狀態(tài)。當(dāng)所有 LDO 都啟用時(shí)，GPIO1 將為低電平;否則，如果至少一個(gè) LDO 未打開(kāi)，GPIO1 將保持高電平。如果任何 LDO 沒(méi)有 VIN，或者任何 LDO 由于任何原因未打開(kāi)，則 GPIO1 將保持高電平。

過(guò)溫事件的值被路由到GPIO2，配置為反相輸出。如果溫度升至120°C以上，溫度傳感器將變?yōu)楦唠娖?，GPIO2輸出將從高電平變?yōu)榈碗娖健?

圖 7 顯示了電源定序器模塊作為 SLG51000 芯片的一部分的運(yùn)行情況。在提高具有 5 毫秒去抖動(dòng)的 GPIO3 (EN) 后，LDO 開(kāi)始逐個(gè)打開(kāi)。一旦所有 LDO 都打開(kāi)，并且未檢測(cè)到電流限制事件，GPIO1 (VOUT OK) 就會(huì)變?yōu)榈碗娖健Q句話(huà)說(shuō)，這意味著所有 LDO 的輸出都有電壓，并且電流限制保護(hù)尚未觸發(fā)。

圖 7：通過(guò) GPIO3 (EN) 的上電序列

圖 8 顯示了電源定序器模塊作為 SLG51000 的一部分的運(yùn)行情況。一旦 GPIO3 (EN) 從高電平切換為低電平，LDO 便會(huì)開(kāi)始逐個(gè)關(guān)閉。第一個(gè) LDO 關(guān)閉后，GPIO1 (VOUT OK) 變?yōu)楦唠娖健?

圖 8：通過(guò) GPIO3 實(shí)現(xiàn)斷電序列：EN

圖 9 顯示了電源定序器模塊與設(shè)備中斷請(qǐng)求模塊作為 SLG51000 的一部分的運(yùn)行情況。當(dāng)連接到設(shè)備中斷請(qǐng)求模塊輸入的 GPIO4(外部復(fù)位)變?yōu)楦唠娖胶螅琇DO 開(kāi)始逐個(gè)關(guān)閉。一旦第一個(gè) LDO 被禁用，GPIO1(VOUT OK)就會(huì)變?yōu)楦唠娖健?

圖 9：通過(guò) GPIO4 的崩潰序列：外部復(fù)位

圖 10 顯示了 CS 取消置位時(shí)器件的行為。在這種情況下，所有 LDO 將按照編程的電源順序關(guān)閉。對(duì)于以下每種錯(cuò)誤情況，器件的行為都將相同：過(guò)熱檢測(cè)、UVLO 檢測(cè)和軟件復(fù)位請(qǐng)求。

圖 10：CS 解除斷言序列

圖 11 顯示了當(dāng) LDO 在 VIN5 和 VIN6 上沒(méi)有電壓的情況下打開(kāi)時(shí)設(shè)備的行為。設(shè)備中斷請(qǐng)求塊發(fā)送命令以關(guān)閉電源定序器，以便所有 LDO 關(guān)閉并且設(shè)備進(jìn)入其復(fù)位狀態(tài)。

圖 11：通過(guò) GPIO3 (EN) 實(shí)現(xiàn)的上電序列，LDO5/6 無(wú)需輸入電壓

結(jié)論

總之，Power GreenPAK SLG5100x 器件是先進(jìn)傳感器系統(tǒng)和小型多軌應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)新和可靠性的證明。憑借強(qiáng)大的保護(hù)功能，這些器件能夠快速檢測(cè)和解決潛在問(wèn)題，降低器件和互連組件嚴(yán)重?fù)p壞的風(fēng)險(xiǎn)。此外，該器件的靈活性使用戶(hù)能夠?qū)⑵溆糜诒姸囗?xiàng)目應(yīng)用，同時(shí)仍然能夠滿(mǎn)足其不同的需求。用戶(hù)可以修改本示例中使用的隨附設(shè)計(jì)文件，以根據(jù)不同的需求進(jìn)行定制。