简单运算放大器电路提供电源排序

ASIC，FPGA和DSP可能需要多个电源电压，但启动顺序有限。通常，通常具有最高电压的I/O电压必须首先出现，然后是所有其他电压轨，从高到低的顺序，核心电压最后。这种情况也可能要求一个供电轨不超过另一个供电轨超过二极管压降;否则，过大的电流可能会从I/O电压通过IC流回到较低的电压，可能会损坏昂贵的IC。通常，您可以通过在连续的电压轨之间放置外部二极管来控制此序列，以将较高的电压钳位在较低电压的二极管压降内，从而防止IC中可能的闩锁。二极管仅在较低电压在导通时上升到较高电压时导通，但如果较高电压增加到高于任何较低电压，则不会导通，因为二极管是反向偏置的。一种优选的方法是使用电源控制器来精确控制电源轨的启动电压排序。图1显示了一个简单的运算放大器电路，它集成了一个双开关电源，以提供同步输出电压排序。

图1放大器电路在启动期间强制转换器的输出电压跟踪。

在这个电源排序电路中，三个输出电压在启动时排序，在此期间每个输出电压跟踪下一个更高的电压电压轨直到达到其固定调节电压。假设3.3V“主”-I/O电压（未示出）正常上电。该电压的控制器使用其软启动功能来提供其电压的平滑线性斜坡。 TPS5120双开关稳压器产生两个额外的电压，2.5和1.8V。在大多数标准开关稳压器电路中，R 4 和R 10 的底边将接地，从而固定输出电压设定点。在该电路中，放大器的输出控制每个电阻器底部的电压。放大器输出电压为零将输出电压设置为其预定的固定电压，但任何大于零的电压都会强制输出电压低于其设定值。

放大器是在反相配置中，输出电压为下一个输出电压或“感应”电压。因此，在上电时，当3.3V输出为0V时，放大器IC 1 的输出电压很高，也迫使TPS5120控制器将其输出电压调节到0V。放大器IC 3 的输出电压也很高，因为2.5V输出也是0V，控制输入电压。当3.3V输出线性上升时，放大器的输出电压线性降低至0V。因此，2.5V输出电压从0V增加到2.5V的最大设定值。 1.8V输出电压以类似方式跟踪2.5V输出。设置放大器的元件值，使得当感应电压（例如3.3V）达到跟踪电压电平（此处为2.5V）时，放大器的输出电压刚刚达到0V。因此，高于2.5V的感测电压的增加不能进一步提高跟踪输出电压，因为放大器的输出电压已经饱和到地电平。

同步跟踪需要几个重要的设计标准。放大器的反馈比R 5 -R 6 ，必须等于R 1 和R 4 。此外，必须使用TPS5120控制器的参考电压（本例中为0.85V）作为放大器同相端的输入。除此之外的任何参考电压值迫使跟踪电压输出到与感测电压不同的电压。您选择的放大器应具有低输入失调电压，并且输出电压至少与控制器的参考电压一样大。

轨到轨放大器工作良好这个应用程序。各个放大器允许放置局部元件，避免在任何噪声源附近布线。该设计在放大器的同相输入附近使用额外的去耦电容作为参考电压。它为TPS5120控制器使用一个小的软启动电容值，使控制器在启动时本身比3.3V检测电压更快。大的软启动电容值不允许快速跟踪输出。初始化电源时，值太小可能会导致输出电压过冲。图2显示了三个同步降压转换器的启动电压。 3.3V充当主机，2.5和1.8V跟踪它们各自的较高电压。您可以设置1.8V输出的检测电压，以跟踪3.3V输出，而不是2.5V，在启动期间具有同样良好的线性跟踪。您可以将此排序电路添加到任何电源控制器，以便访问其参考电压，软启动电容和输出电压电阻分压器网络。

图22.5和1.8V输出在启动时跟踪3.3V输出。