Astabiler Oszillator mit Timer 555

Möglichkeiten des Power Sequencing

Wie stelle ich sicher, dass absolute Grenzwerte, die von Spannungswerten an anderen Pins eines IC abhängen, während des Einschaltens nicht überschritten werden?

Wie Viktor Frankenstein schon feststellte, kann das fahrlässige Anlegen von Spannung ernsthafte Konsequenzen haben. „Power Sequencing” – die Steuerung der Einschaltreihenfolge mehrerer Spannungen eines Systems – ist bei den meisten modernen Analog-ICs im Gegensatz zu älteren Varianten weniger problematisch, da viele von ihnen mit nur einer Spannung versorgt und wieder andere durch eine Power-Sequenz nicht beschädigt werden.

Es gibt jedoch auch heute noch Bausteine, die beschädigt werden können, falls mehrere Stromversorgungen in der falschen Reihenfolge eingeschaltet werden – und es kommt sehr oft vor, dass Systeme mit mehreren Bausteinen anfällig dafür sind. Sobald ein System mehr als eine Spannungsversorgung hat, ist es wichtig, für alle Bereiche des Systems und für alle möglichen Reihenfolgen beim Einschalten das Worst-Case-Szenario zu analysieren. Falls eine der möglichen Szenarien Schäden bewirken kann, müssen die Stromversorgungen so ausgelegt werden, dass das System sicher ein- und ausschaltet.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, sicherzustellen, dass Stromversorgungen in der richtigen Reihenfolge einschalten. Die einfachste Möglichkeit ist, sie über Dioden zu betreiben, damit alle Spannungen gleichzeitig ansteigen, bis die niedrigste Spannung den korrekten Wert hat. Dann steigen die verbleibenden Spannungen zusammen an, bis die nächste Spannung ihren richtigen Wert erreicht. Dies geht so lange, bis alle Spannungen ihren richtigen Wert haben.

Dies ist einfach und stellt außerdem sicher, dass alle Spannungen in der richtigen Reihenfolge ausschalten. Allerdings funktioniert dies nur, wenn alle Versorgungsspannungen die gleiche Polarität haben und die Sequenz ein Einschalten in ansteigender Reihenfolge verlangt (was sehr häufig der Fall ist).

Die Programmierung von Einschaltverzögerungen mit entsprechenden Filterkondensatoren ist ebenfalls einfach. Allerdings können dabei Timing-Probleme auftreten, wenn das System abgeschaltet wird oder „Glitches“ auf der Versorgungsspannung auftreten.

Die beste Lösung ist der Einsatz von Timern. Damit lässt sich sicherstellen, dass verschiedene Versorgungsspannungen in einem System in der richtigen Reihenfolge und mit geeigneten Verzögerungszeiten dazwischen einschalten. Bisher erfolgte dies mit dem allgegenwärtigen Timer 555. Heute jedoch gibt es eine Reihe spezieller, für das Sequencing von Spannungen entwickelter Bauteile. Einige enthalten viele (bis zu 12) Sequencer auf einem Chip und können 12 Versorgungsspannungen eines Systems überwachen, um zu verifizieren, dass sie in den richtigen Spannungsgrenzen liegen.

Andere Bauteile sind sehr einfach und kaskadiert (eine pro Versorgungsspannung), um genau die erforderliche Anzahl zu steuern. Selbst mit „Supply Sequencing” ist der Einsatz von Schottky-Dioden ratsam. Damit lässt sich sicherstellen, dass Versorgungsspannungen niemals ihre Polarität umkehren können, weil Ströme durch ICs und zurück in eine andere Versorgungsleitung fließen.

Von Uwe Bröckelmann nach Unterlagen von Analog Devices.

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