1.前言

在为应用处理器设计电源解决方案时，我们首先要考虑的通常是所需的电源轨数量、输出电压和最大负载电流。有快速搜索等工具可以帮助我们为处理器或应用选择合适的电源管理 IC (PMIC)，无论是工厂自动化或人机界面 (HMI) 等工业应用，还是信息娱乐或人机界面 (HMI) 等汽车应用。高级驾驶辅助系统 (ADAS)。

但你也需要问问自己：

· 我们将如何处理上电和断电排序？

· 当断电时，我们将如何确保完成断电序列？

让我们更详细地看看这些问题。

2.上电和断电排序

上电和断电排序非常重要，在处理器的数据手册中有详细说明。如果 PMIC 的每个电源轨都有使能引脚和电压选择引脚，则处理上电和断电排序的一个想法是让每个 PMIC 输出启用序列中的下一个稳压器。然而，这有一些缺点，因为输出电压需要足够高才能将逻辑高信号发送到使能，而且它也使得反向断电序列非常困难，如果不是不可能的话。

第二种方法是使用微控制器的通用输入/输出 (GPIO) 引脚依次启用每个电源轨以满足排序要求。但是，这需要额外的引脚（因此需要更大的封装），以及排序微控制器和一些固件才能使系统运行。

一种更简单的方法是使用 PMIC 的一次性可编程 (OTP) 存储器，其中包含设备的默认输出电压以及上电和断电排序。因此，当 PMIC 被启用或禁用时，预编程的序列将在没有来自微控制器的任何交互的情况下执行。PMIC 还可以在几毫秒内启动电源序列，这导致启动时间比在运行电源序列之前启动微控制器时更快。

在不同配置中使用 PMIC 不需要任何不同的固件，或者实际上根本不需要任何固件。例如，TPS659037 有两种不同的配置，根据可订购的部件号，根据处理器频率和使用的内核数量为 AM572x Sitara? 供电。PMIC 将根据配置启用或禁用内核轨。因此，我们可以在两种不同的配置中使用相同的 PMIC，无需更改硬件或进行额外的固件开发。  通过在 OTP 存储器中编程不同的序列，可以配置其他处理器或应用程序。

3.意外断电时的断电顺序

关断序列通常不仅仅满足时序要求。即使 PMIC 包含满足处理器时序要求的断电序列，但意外断电时会发生什么？如果快速移除 PMIC 的输入电压，则在排序期间将没有足够的输入功率来维持输出电压。在一个简单的解决方案中，所有电源轨将根据输出电容和负载电流放电。预测下降率可能并不容易，因此断电可能会发生故障。那么你如何解决这个问题？

我们需要一种阻止反向电流的方法、一种存储能量的方法和一个到 PMIC 的禁用信号。当输入被移除时，肖特基二极管可以阻止反向电流。当掉电序列发生时，电容器可以保持输入电压。但是，禁用 PMIC 将取决于系统配置。在许多情况下，希望有一个永远在线的系统，所以让我们考虑一下在首次供电时系统将启用的情况。我们可以通过以下两种方式之一创建永远在线的系统：

· 对于 V IN直接为 PMIC 供电的系统，监控器创建逻辑信号以指示电源良好。

· 使用预稳压器生成 PMIC 电源的系统的电源良好信号。

图 1 显示了第一个选项的实现，而图 2 显示了第二个选项的实现。

图 1：当 V IN为 PMIC供电时支持不受控制的断电

图 2：当预稳压器为 PMIC 供电时支持不受控制的断电

在前置稳压器的情况下，前置稳压器的输出电容也可以作为能量存储来保持 VCC。我们应该根据掉电期间最坏情况下的漏电流来选择我们选择的总电源电容，以便在掉电序列完成之前保持电压。

使用公式 1 计算所需的电容：

其中 I 是漏电流，Vcc 是 PMIC 的电源电压，Vmin 是 PMIC 运行所需的最小输入电压，ΔT 是完成掉电序列所需的时间。对于 TI 的 TPS659037 和 TPS65916，Vmin 为 2.75V，预编程的断电序列通常为 1ms。