电源芯片EN引脚对电机控制板有何影响?
嵌入式硬件设计将成为 21 世纪微电子的核心技术,本文对系统级芯片(SoC)设计中的三大关键技术与相互融合的一些研究领域做了详细的阐述,并对 SoC 设计面临的壁垒以及发展趋势进行了展望。
某电机控制板带有动力回收的功能,在没有助力电池时,电机的转动也可以继续为控制板供电。而电机的不均匀转动会产生快速波动的电压,从而导致电源芯片输出极不稳定的电压,使得后级设备在极短的时间内频繁的上下电,导致板子上的蓝牙模块频繁丢失固件甚至烧坏,降低了产品性能。后来通过调整电源芯片 EN 引脚的相关配置,完美解决了该问题。想知道对 EN 做了什么“手脚”吗?小小的 EN 还蕴含着什么样的大智慧呢?
楼主 | 回复于 2019-10-31 2#
1. 巧用分压电阻,实现电源芯片的稳定输出
对于电源芯片,我们通常使用分压电阻将 EN 信号接到电源的输入引脚上,来防止 EN 端的电压超过它的耐压值。而在满足耐压值得条件下,还要将 EN 脚的电压设定在“合适”的范围。
例如文章一开始提到的,某电机控制板的24V电源在给电机供电的同时也通过 DC/DC:MP2451 输出 12V 给其他电路供电。在没有助力电池时,电机发电为控制板供电,而电机的转动并非是匀速的,产生了波动较大的电压,如下图 1 所示,黄色线为电机反向发电电压,绿色则为 MP2451 输出的电压。
楼主 | 回复于 2019-10-31 3#
这是因为电路中的分压电阻网络设置不当,在输入电压很低的时候就达到了 EN 的阈值电压,导致过早使能电源芯片输出。这就是设计过程中只考虑了将电源芯片的 EN 引脚电压设置在耐压值以下,而未考虑将 EN 脚的分压网络设定在“合适”的范围的例子。
那么 EN 脚的分压网络设定在什么位置比较合适呢?
楼主 | 回复于 2019-10-31 4#
如曲线②所示,输入电压 VIN 上升到 70%~80%的时候,VEN 才到达使能阈值,此时芯片输出摒除了输入电源的不稳定阶段,上电迅速,输出平稳,减小了输入电压波动的影响;
同时预留了 20%~30%的余量避免了输入电源波动导致输出关闭的问题;
由此可知将电源芯片的 EN 阈值电压通过分压网络设定在 70%~80%×VIN 是较为合理的,EN 阈值可以通过芯片手册查得。如下图 3 所示,根据已知的 EN 阈值和输入电压即可求得合适的分压电阻比例。
楼主 | 回复于 2019-10-31 6#
2. 巧用 EN 功能,实现上电时序
电路设计中,芯片或模块往往需要多种工作电源,同时对这些电源的上电顺序也提出了相应的要求。若没有满足这些上电时序的要求可能导致总线冲突、器件闩锁等故障。例如某系统上的工作电源有 VCC_Core、VCC_DDR、VCC_DIO 三种电源,通过分立的电源芯片控制。此时可以通过调整电源芯片 EN 引脚的 RC 回路来控制上电时序,即图中的 R1 和 C1。
楼主 | 回复于 2019-10-31 7#
需要注意的是 RC 中的电阻也不能过大,要满足 EN 引脚所需的电流需求。如下图所示为某电源芯片手册中 EN 输入电流条件。
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