傳感器技術和小型多軌應用的創(chuàng)新進步需要同時兼顧性能和保護的復雜解決方案。在這方面，Power GreenPAK SLG5100x 器件成為關鍵工具，將高性能低壓差 (LDO) 穩(wěn)壓器與多功能 GreenPAK 資源無縫集成。本文深入探討了這些器件固有的全面保護功能，這些功能對于確?？量痰牟僮鳝h(huán)境中的可靠性和使用壽命至關重要。
從啟動和功能電流限制到欠壓鎖定 (UVLO) 和熱關斷機制，這些設備提供了強大的保護框架。此外，它們還結合了可配置的溫度警報和 I2C 功能，為用戶提供了實時監(jiān)控功能，允許檢查電流限制、輸出電壓狀態(tài)和溫度警告標志等關鍵參數(shù)。在本文中，我們探討了 Power GreenPAK SLG5100x 設備的功能，這些設備有望重新定義高級傳感器系統(tǒng)和小型多軌應用的格局。
SLG5100x 中的保護類型
SLG5100x 器件具有多種保護功能，有助于保護 PMIC 本身和電路中的其他元件。這些保護功能可讓器件安全關閉，同時還能將問題通知其他微電路，例如連接的微控制器。
以下是SLG5100x設備中可用的保護塊的簡要說明：
SLG5100x 設備中保護系統(tǒng)的靈活性
SLG5100x 器件具有內(nèi)部可編程邏輯，可單獨編程?？梢栽?GUI 中創(chuàng)建自定義設計文件，然后將其寫入器件。此外，可以指定打開和關閉 LDO 的自定義順序，然后可以通過 I2C、GPIO 或簡單地打開器件來啟用此順序。VOUT_OK、過流限制事件和溫度警告等信號可以分別輸出到單獨的 GPIO 或內(nèi)部組合，然后輸出到單個 GPIO。
使用 LDO 組合信號
下圖 1 顯示了 SLG5100x 設備的示例設計項目。每個 LDO 的 VOUT_OK 標志都連接到邏輯與門。邏輯與的輸出連接到 GPIO1，當 LDO 1、2 和 3 啟用時，該輸出將為高電平。如果 LDO1、LDO2 或 LDO3 中的任何一個輸出未達到其標稱電壓值，則 GPIO1 的輸出將為低電平。圖 2 顯示了類似的示例，但顯示了電流限制標志的示例。如果其中一個標志被激活，則 GPIO1 將為高電平。
圖 1：三個 LDO 的 VOUT_OK 信號通過邏輯與門傳輸至 GPIO1
圖 2：三個 LDO 的電流限制標志信號通過邏輯與門傳輸?shù)?GPIO1
圖 3 顯示了使用溫度傳感器以及電流限制和 VOUT_OK 標志的示例。此解決方案使用 GPIO1 監(jiān)控設備是否按預期工作。當任何一個 LDO(LDO V OUT未升高、電流限制或溫度傳感器)觸發(fā)這三個可能事件中的任何一個時，GPIO1 將置為低。
圖 3：通過 3 位 LUT 傳輸至 GPIO1 的 LDO 的 VOUT_OK、電流限制和溫度傳感器信號
“設備中斷請求塊”詳細信息
該設備具有一個功能塊，有助于節(jié)省內(nèi)部邏輯元件。每個 IRQ 事件寄存器都有一個關聯(lián)的中斷屏蔽寄存器，該寄存器通過邏輯或控制事件寄存器信號是否有助于設備中斷請求。
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
· 上電復位
· 系統(tǒng)重置
· 電源時序器崩潰
· 溫度過高
· 矩陣事件(輸入)
當上述任何一種情況發(fā)生時，設備中斷請求輸出信號將置為高電平并鎖存，直到設備復位(CS 置為低電平)。此信號可以路由到 GPIO(圖 4)，也可以用于關閉設備，在這種情況下，它可以方便地充當碰撞序列指示器。
圖 4：設備中斷請求塊
SLG5100x 中的信號標志輸出
如果觸發(fā)以下任何一個事件(例如 UVLO 檢測、過熱檢測或 CS 取消斷言)，則設備將根據(jù)編程的電源序列器斷電。
可以通過 I2C 讀取 SLG5100x 錯誤寄存器。以下是可以讀取的狀態(tài)和事件寄存器：
典型應用用例
此應用用例的內(nèi)部設計是在Go Configure 軟件中心中實現(xiàn)的。完整的設計文件可在此處找到：SLG5100x 保護功能簡介。圖 5 顯示了 SLG51000 的典型用例，具有多種保護模式。此設備有四個通用 GPIO 和兩個 I2C GPIO(SDA 和 SCL)。如有必要，這些 GPIO 可以與 I2C 斷開連接，并可用于設計中的其他功能。該設備有多個獨立的 VIN 和七個集成 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)部電源定序器和設備操作場景，該軟件具有用戶友好的 GUI。有關 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 中的設備配置文件的設計，其中演示了設備的一些保護功能。
圖 6：SLG51000 的 GUI 中的設計概覽
在圖 6 的示例中，GPIO3 配置為輸入并觸發(fā)電源序列。LDO 逐個打開/關閉。
電源序列發(fā)生器配置為在 GPIO3 從低到高切換后，在打開每個 LDO 之間有 10 毫秒的延遲，在關閉每個 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 毫秒的延遲后關閉 LDO。
崩潰序列將設備轉(zhuǎn)換為“重置”狀態(tài)，可能由以下原因引起：
· CS 取消斷言
· 過溫檢測
· 軟件重置請求
· UVLO 檢測
· 崩潰檢測——與之相連的“設備中斷請求”塊的輸出
圖 6 中的設計包含一個“設備中斷請求”塊，它連接到“電源定序器”塊?！半娫炊ㄐ蚱鳌眽K具有崩潰序列模式 - 通過編程的電源序列禁用 LDO，設備將進入其重置狀態(tài)(有關狀態(tài)機的更多信息，請參閱數(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用于 GPIO4，設備中斷請求模塊的輸出也將變?yōu)楦唠娖?，并?LDO 將被禁用，從而導致設備復位。設備將保持此狀態(tài)，直到 CS 被取消置位。
GPIO1 配置為輸出，通過邏輯與門輸出所有 LDO 的 ON 狀態(tài)。當所有 LDO 都啟用時，GPIO1 將為低電平;否則，如果至少一個 LDO 未打開，GPIO1 將保持高電平。如果任何 LDO 沒有 VIN，或者任何 LDO 由于任何原因未打開，則 GPIO1 將保持高電平。
過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)楦唠娖剑珿PIO2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 芯片的一部分的運行情況。在提高具有 5 毫秒去抖動的 GPIO3 (EN) 后，LDO 開始逐個打開。一旦所有 LDO 都打開，并且未檢測到電流限制事件，GPIO1 (VOUT OK) 就會變?yōu)榈碗娖健Q句話說，這意味著所有 LDO 的輸出都有電壓，并且電流限制保護尚未觸發(fā)。
圖 7：通過 GPIO3 (EN) 的上電序列
圖 8 顯示了電源定序器模塊作為 SLG51000 的一部分的運行情況。一旦 GPIO3 (EN) 從高電平切換為低電平，LDO 便會開始逐個關閉。第一個 LDO 關閉后，GPIO1 (VOUT OK) 變?yōu)楦唠娖健?
圖 8：通過 GPIO3 實現(xiàn)斷電序列：EN
圖 9 顯示了電源定序器模塊與設備中斷請求模塊作為 SLG51000 的一部分的運行情況。當連接到設備中斷請求模塊輸入的 GPIO4(外部復位)變?yōu)楦唠娖胶?，LDO 開始逐個關閉。一旦第一個 LDO 被禁用，GPIO1(VOUT OK)就會變?yōu)楦唠娖健?
圖 9：通過 GPIO4 的崩潰序列：外部復位
圖 10 顯示了 CS 取消置位時器件的行為。在這種情況下，所有 LDO 將按照編程的電源順序關閉。對于以下每種錯誤情況，器件的行為都將相同：過熱檢測、UVLO 檢測和軟件復位請求。
圖 10：CS 解除斷言序列
圖 11 顯示了當 LDO 在 VIN5 和 VIN6 上沒有電壓的情況下打開時設備的行為。設備中斷請求塊發(fā)送命令以關閉電源定序器，以便所有 LDO 關閉并且設備進入其復位狀態(tài)。
圖 11：通過 GPIO3 (EN) 實現(xiàn)的上電序列，LDO5/6 無需輸入電壓
結論
總之，Power GreenPAK SLG5100x 器件是先進傳感器系統(tǒng)和小型多軌應用領域創(chuàng)新和可靠性的證明。憑借強大的保護功能，這些器件能夠快速檢測和解決潛在問題，降低器件和互連組件嚴重損壞的風險。此外，該器件的靈活性使用戶能夠?qū)⑵溆糜诒姸囗椖繎茫瑫r仍然能夠滿足其不同的需求。用戶可以修改本示例中使用的隨附設計文件，以根據(jù)不同的需求進行定制。
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