What’s the impact of power supply starting characteristics on the system?

对于电源的参数,大家关注比较多的是输入输出电压、输出功率、电压精度、电压调整率等,一般比较少去关注电源的起机参数,如启动波形、输出建立时间等。在很多应用场合,忽视电源的起机参数可能会产生很多意想不到的奇怪现象,如系统启动失败、数据丢失、产品莫名失效等。

案例:电源起机特性对以太网转换模块工作的影响

某以太网转换模块,原设计方案是用传统的线性稳压器LM7805供电,在产品应用过程中,经常出现“上电时转换模块不断复位重启,不能正常工作”的异常情况,经排查分析,LM7805的起机特性正是罪魁祸首,如下:

实测LM7805的输出电压建立曲线,如图 1所示,可知输出电压的建立时间较长,达39mS,且在电压上升过程中,输出电压会振荡。

图1 LM7805输出电压的曲线

以太网转换模块内设有监测输入电压的监控电路,LM7805的输出电压低于3.2V时,为保户转换模块不在异常情况下工作,会强制模块复位重启。如图 1可知,LM7805输出电压的建立过程中,因电压振荡,有时电压会低于3.2V,此时模块重启,重启后重新对电源索取较大的电流,若LM7805能提供过来,则顺利启动,若不能提供,则一直处于重启状态,无法正常工作。

问题的解决

确定原因后,用管脚兼容的致远ZY7805S-1000给以太网转换模块供电,实际应用中再没出现过启动失败的情况。

用示波器观察ZY7805S-1000的启动波形,如图2所示,采用ZY7805S-1500供电时,输出电压的建立时间只需10mS,电压上升平稳,无电压跌落现象,表现出良好的起机性能。

图2 ZY7805S-1000输出电压上升曲线

现代电子设备中包含有各种供电要求的IC,很多还是对供电质量要求极高的IC,如高性能CPU、FPGA、DSP等,它们所需的电流越来越大,同时,处理不同的任务时,功耗大为不同,CPU在不同任务间切换时,电源必须能保证在切换过程中,及在各种负载下都能稳定输出,因此,对供电电源的起机特性、瞬态响应指标有严格的要求。在此这些应用领域,ZY78xxS系列跟传统的LM78xx线性稳压器相比,都有独到的优势。

ZY78xxS系列的主要参数

ZY78xxS系列产品,引脚跟传统LM78xx系列兼容,输出电流有0.5A、1A、1.5A三个系列,即ZY78xxS-500、ZY78xxS-1000、ZY78xxS-1500、ZY78xxS-2000,其中,“xx”代表输出电压,如ZY7812S-1000,表示:输出电压12V,输出电流1000mA。产品示意图如图3所示。

图3 ZY78xx系列产品

产品主要特性如下:

输出精度:典型值±2%;
过热保护:+150℃过热保护;
工作温度:-40℃~+85℃;
SIP封装,国际标准引脚方式,直立或卧放安装方式;
无需外加散热片;
引脚与LM78xx或LM79xx系列兼容;
短路保护:可持续短路,自恢复;
可接成负电压输出;
效率高达95%;
大电流输出:0.5A、1A、1.5A、2A;
外壳材料阻燃耐热,符合UL94-V0标准。
ZY78xxS系列典型应用电路及启动曲线

ZY78xxS系列的应用简单,一般情况下无需外接任何器件即可直接使用,为更进一步改善输入反射纹波,输出纹波噪声,可在输入、输出端各加一个电容,以ZY7805S-500为例,如图4所示。

输出接最大容性负载(100uF)时,启动波形平滑,启动时间约8mS,输出建立时间约3mS,如图5所示。

图4 ZY78xxS系列的典型应用电路
图5 ZY7805S-500在最大容性负载下的启动波形

了解更多关于ZY78xx系列产品的信息请点击:http://www.zlg.cn/sitecn/power/product_293296296_186.html