JAJSQ13C February 2023 – June 2024 AM69 , AM69A
PRODMIX
VMON1_ER_VSYS ピンは、システム電源を監視する手段を提供します。このシステム電源は、通常、システム全体を対象とする単一のあらかじめ安定化された電源です。この電源から供給される外部分圧器回路の出力を内部基準電圧と比較することによってこの電源を監視します。VMON1_ER_VSYS に印加される電圧が内部基準電圧を下回ると、パワーフェイル イベントがトリガされます。実際のシステム電源電圧トリップ ポイントは、外付け抵抗による分圧回路の実装に使用する部品の値を選択するときに、システム設計者が決定します。分圧抵抗回路を設計する際は、システム電源監視のトリップ ポイントの変動に寄与するさまざまな要因を理解することが重要です。最初に考慮するのは、VMON1_ER_VSYS 入力スレッショルドの初期精度です。このスレッショルドの公称値は 0.45V で、変動は ±3% です。分圧抵抗回路の実装には、同程度の熱係数で高精度の 1% 抵抗を推奨します。これにより、抵抗値の誤差に起因する変動を最小限に抑えることができます。VMON1_ER_VSYS に関連する入力リーク電流も考慮する必要があります。これは、ピンに流入する電流によって分圧器出力に負荷誤差が生じるためです。VMON1_ER_VSYS 入力のリーク電流は、0.45V 印加時に 10nA~2.5μA の範囲となる可能性があります。
抵抗分圧器は、通常動作条件において、その出力電圧が「推奨動作条件」に定義された最大値を決して超えないように設計する必要があります。
システム電源が公称 5Vで、最大トリガ スレッショルドが 5V - 10%、すなわち 4.5V の場合の例を 図 10-5 に示します。
この例では、抵抗値を選択するときに、どの変数が最大トリガ スレッショルドに影響を与えるかを理解することが重要です。システム電源が 10% 低下するまでトリップしない分圧器を設計するには、VMON1_ER_VSYS 入力スレッショルドが 0.45V + 3% であるデバイスを検討する必要があることは明らかです。抵抗の許容誤差と入力リーク電流の影響も考慮する必要がありますが、これらの寄与が最大トリガ ポイントにどのように影響するかは明らかではない場合があります。最大トリガ電圧を生成する部品値を選択するときは、VMON1_ER_VSYS ピンの入力リーク電流が 2.5μA であるという条件と、R1 の値が 1% 低く、R2 の値が 1% 高いという条件を考慮する必要があります。R1 = 4.81kΩ および R2 = 40.2kΩ の抵抗分圧器を実装すると、結果として最大トリガ スレッショルドは 4.523V になります。
上記のように最大トリガ電圧を満たすように部品の値を選択すると、システム設計者は、R1 の値が 1% 高く、R2 の値が 1% 低い場合、および入力リーク電流が 10nA またはゼロの場合、出力電圧が 0.45V - 3% になる印加電圧を計算することにより、最小トリガ電圧を決定できます。上記の抵抗値とゼロの入力リーク電流を組み合わせた結果、最小トリガ スレッショルドは 4.008 V となります。
ここでは、システム電源電圧トリップ ポイントが 4.008V~4.523V の範囲となる例を示しています。この範囲のうち約 250mV は、VMON1_ER_VSYS の入力スレッショルド精度 ±3% によって発生し、この範囲の約 150mV は抵抗の誤差 ±1% によって発生します。また、この範囲の約 100mV は、VMON1_ER_VSYS の入力リーク電流が 2.5μA である場合の負荷誤差により発生します。
この例で選択した抵抗値では、システム電源が 4.5V のとき、分圧抵抗により約 100μA のバイアス電流が発生します。上記の 100mV の負荷誤差は、分圧抵抗を流れるバイアス電流を約1mA に増やすことにより、約 10mV に低減できます。したがって、抵抗分圧器のバイアス電流と負荷誤差の関係は、部品の値を選択するときにシステム設計者が考慮する必要がある事項です。
VMON1_ER_VSYS は、最小のヒステリシスで、過渡に対する高帯域応答を備えているため、システム設計者は分圧器出力にノイズ フィルタを実装することも考慮する必要があります。これは、図 10-5 に示すように、R1 の両端にコンデンサを取り付けることで実現できます。ただし、システム設計者は、システムの電源ノイズと、過渡現象に対して予測される応答に基づいて、このフィルタの応答時間を決定する必要があります。
システム電源電圧が公称 5Vで、目標のトリガ スレッショルドが -10% すなわち 4.5V の場合の例を 図 10-5 に示します。
VMON2_IR_VCPUは、システム電源を監視する手段を提供します。基板上で VDD_CPU ピンのできるだけ近くに外部から接続する必要があります。VMON6_IR_VEXT0P8 を備えた SoC は、オプションで VDD_CORE や VDD_MCU など他のドメインを監視できます。同様に、これらの信号は、ボード上で VDD_CORE ピンまたは VDD_MCU ピンのできるだけ近くに配置します。
VMON3_IR_VEXT1P8 および VMON4_IR_VEXT1P8 ピンは、外部の 1.8V 電源を監視する手段を提供します。VMON5_IR_VEXT3P3 ピンは、外部 3.3V 電源を監視する手段を提供します。この SoC には、ソフトウェア制御の内部分圧抵抗が実装されています。ソフトウェアにより、内部分圧抵抗回路をプログラミングして、適切な低電圧および過電圧の割り込みを生成できます。これらのピンには、外付けの分圧抵抗から電力を供給しないでください。監視対象の電圧を調整する必要がある場合は、監視ピンに接続する前に、分圧された電圧をバッファしてください。