從容解決設計難題，應對電源排序挑戰

正如拳擊手邁克·泰森（Mike Tyson）所說(shuō)：“要想不被擊倒，每個(gè)人都需要靈活應對?！碑攦?yōu)秀的拳擊手看穿對手的出招策略時(shí)，他們就會(huì )取得勝利。但是，出色的拳擊手往往都樂(lè )于先吃一拳，然后根據局勢隨機應變，直到找到制勝法寶。

同樣，系統設計人員在遇到電源排序問(wèn)題時(shí)必須學(xué)會(huì )靈活變通。通常，最簡(jiǎn)單和最節省成本的解決方案是添加具有斷電和故障安全保護功能的多路復用器。

什么是斷電保護？

斷電保護是某些模擬開(kāi)關(guān)中的一項關(guān)鍵功能，有助于解決電源排序難題。當今業(yè)界熱衷于低功耗系統，通常有多個(gè)電源軌為多個(gè)集成電路（IC）供電。您可能會(huì )猜到，這可能會(huì )讓系統變得混亂。您必須考慮到在添加或更改電源軌時(shí)可能會(huì )在通電和斷電期間發(fā)生故障。通常來(lái)講，防止諸如反向供電或閂鎖之類(lèi)等的情況的出現可能會(huì )令人非常煩惱，因為這些問(wèn)題可能會(huì )在最后一刻發(fā)生。靈活且具節省成本的解決方案可快速解決問(wèn)題，如同拳擊手在中招后使出的權宜之計一樣。

信號開(kāi)關(guān)和多路復用器是保護系統模擬和數字信號的解決方案。更具體地說(shuō)，具有斷電保護的開(kāi)關(guān)如TMUX1511，是隔離兩個(gè)子系統和保護下游組件的絕佳工具。集成的斷電保護功能可防止反向供電，從而保護下游組件免受數字信號的影響。在圖1中，您可看到一個(gè)基本的信號開(kāi)關(guān)，用于隔離從子系統A到子系統B的3.3V數字控制信號。

圖1：用于信號隔離的開(kāi)關(guān) 

在安全地將信號傳遞到子系統B之前，處于開(kāi)啟狀態(tài)的開(kāi)關(guān)可將控制信號留在子系統A上。通常來(lái)講，開(kāi)關(guān)的目的是指示何時(shí)傳遞控制信號，進(jìn)而打開(kāi)子系統B的關(guān)鍵部分。盡管這聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但當在通電和斷電期間意外發(fā)生失配問(wèn)題時(shí)，就會(huì )發(fā)生故障。這種情況下，子系統A的電源軌可在開(kāi)關(guān)和子系統B之前上電，如圖2所示。

圖2：電源排序期間的反向供電 

與圖1對比，來(lái)自子系統A的3.3V信號為內部靜電放電二極管反向供電，從而接通開(kāi)關(guān)。這將關(guān)閉通往子系統B的信號路徑，使信號從開(kāi)關(guān)中（黃色箭頭）漏出，從而出現錯誤的邏輯狀態(tài)，這可能會(huì )損壞子系統B并中斷系統啟動(dòng)。

為了解決這種問(wèn)題，TI斷電保護開(kāi)關(guān)可在輸入/輸出（I/O）管腳上保持高阻抗狀態(tài)，從而防止未供電的電源軌（VDD）和SEL管腳出現反向供電現象。

圖3所示為T(mén)MUX1511成功隔離了數字信號，并在電源排序期間保護了自身和子系統B。由于具有斷電保護功能，該開(kāi)關(guān)可將信號路徑與電源軌隔離。因為開(kāi)關(guān)現在可隔離通電或不通電的子系統，這增加了系統保護的關(guān)鍵層。最終，這為您提供了一種靈活的方法來(lái)解決功率排序難題，即為信號路徑增加保護。

圖3：具有斷電保護的TI開(kāi)關(guān) 

SEL管腳中的邏輯信號如何？

如同斷電保護隔離電源軌和I/O信號路徑的方式一樣，故障保護邏輯隔離電源軌和SEL管腳邏輯信號，如圖4所示。

圖4：故障安全邏輯開(kāi)關(guān)可防止反向供電 

如果沒(méi)有故障保護邏輯，則SEL或EN管腳中的邏輯信號會(huì )向VDD反向供電，從而損壞子系統B和開(kāi)關(guān)本身。該開(kāi)關(guān)類(lèi)似于斷電保護，可在SEL邏輯管腳上保持高阻抗狀態(tài)，從而防止電源在電源排序期間流經(jīng)VDD。

為您選擇合適的開(kāi)關(guān)

TI的開(kāi)關(guān)和多路復用器產(chǎn)品組合涵蓋各種的通道數、配置和電壓電平。這個(gè)功能豐富的產(chǎn)品組合包括具有斷電保護和故障保護邏輯功能的開(kāi)關(guān)，包括TMUX1072。

其他資源

·         在TI培訓視頻多路復用器可防止系統出現過(guò)壓情況中，了解更多有關(guān)TMUX1072保護功能的信息。