En los viejos tiempos, un solo interruptor maestro encendía todas las partes del sistema simultáneamente, pero muchos sistemas modernos requieren múltiples voltajes de suministro para varias secciones integradas. Una CPU o microcontrolador normalmente requiere 1,8 voltios o menos. La memoria (especialmente DDR) puede usar de 1,8 a 2,5 voltios. La lógica de “pegamento” y “conjunto de chips” de la interfaz puede utilizar un suministro de +3,3 V CC, mientras que los subsistemas de entrada/salida pueden requerir +5 V. Finalmente, los periféricos utilizan 5V y/o 12V.
Secuencia de potencia PoL
En los viejos tiempos, un solo interruptor maestro encendía todas las partes del sistema simultáneamente, pero muchos sistemas modernos requieren múltiples voltajes de suministro para varias secciones integradas. Una CPU o microcontrolador normalmente requiere 1,8 voltios o menos. La memoria (especialmente DDR) puede usar de 1,8 a 2,5 voltios. La lógica de “pegamento” y “conjunto de chips” de la interfaz puede utilizar un suministro de +3,3 V CC, mientras que los subsistemas de entrada/salida pueden requerir +5 V. Finalmente, los periféricos utilizan 5V y/o 12V.
tiempo lo es todo
Esta combinación de voltaje del sistema se distribuye mediante múltiples soluciones de energía local, como convertidores de CC/CC de punto de carga (POL) y posiblemente reguladores lineales, todos alimentados desde la fuente de alimentación de CA principal. Esta combinación de voltaje es lo suficientemente desafiante, pero aún más desafiante es la relación de tiempo de encendido y apagado entre estos suministros y las diferencias de voltaje relativas entre ellos.
Muchos sistemas requieren que la CPU y la memoria se enciendan y que el arranque se cargue y estabilice antes de encender la sección de E/S. Esto evita transferir bytes de datos desordenados, comprometer una red externa activa, poner una sección de E/S en modo indefinido o mantener un disco y eliminar comandos ilegales de los controladores periféricos.
Otro objetivo del encendido escalonado es evitar sobrecargar la fuente maestra de una sola vez. Una razón más seria para administrar las diferencias de tiempo y voltaje son las condiciones de bloqueo en la lógica programable (donde el bloqueo puede ignorar o responder a los comandos de manera incorrecta) o el arranque de alta corriente. Se trata de evitar situaciones (que podrían dañar su dispositivo). . circuito de placa). Además, durante la fase de apagado, la temporización o los voltajes incorrectos pueden hacer que la lógica de la interfaz envíe el comando “epitafio” incorrecto.
dos enfoques
Hay dos formas de manejar estas diferencias de tiempo y voltaje. La secuencia de encendido/apagado se puede controlar mediante controles lógicos de encendido/apagado individuales para cada fuente de alimentación (consulte la Figura 1). Alternativamente, el ciclo de encendido/apagado se establece mediante un circuito de seguimiento o secuenciación. Algunos sistemas combinan ambos métodos.
El primer sistema (control de encendido/apagado separado) aplica una señal de un secuenciador lógico ya alimentado o un microcontrolador dedicado para encender cada sección de alimentación aguas abajo en la serie en cascada. Por supuesto, esto supone que todos los POL tienen un control de encendido/apagado. Una clara ventaja de los controladores de secuenciación es su capacidad para producir una señal de salida “todo encendido” que indica que todo el sistema está estable y listo para funcionar. Para mayor seguridad, el secuenciador puede monitorear los voltajes de salida de todos los POL aguas abajo usando un sistema convertidor A/D.
Sin embargo, los controladores secuenciadores tienen algunos problemas obvios además del costo adicional, el cableado y la complejidad de la programación. Primero, la potencia se aplica como un paso de todo o nada de rápido aumento que puede ser inaceptable en ciertos circuitos, especialmente con condensadores de derivación de salida grandes. Estos pueden forzar al POL a un apagado por sobrecorriente. Además, algunos circuitos (como muchos reguladores lineales y algunos POL) pueden no tener controles de arranque convenientes. Esto requiere el diseño y la fabricación de controles de potencia externos, como los MOSFET de alta corriente.
Si se requiere un control estricto sobre el tiempo de encendido/apagado, cada POL debe caracterizarse por los tiempos de inicio y parada. Un POL se estabiliza en 15ms, otro toma 50ms. Otro problema es que el controlador de secuencia en sí debe estar “ya funcionando” y estable antes de que pueda iniciar cualquier otro circuito. Si hay una falla en el sistema, el secuenciador de encendido/apagado puede perder la sincronización con resultados desastrosos. Finalmente, cambiar la temporización puede requerir la reprogramación del secuenciador lógico o la reescritura del software.