巢(黄巢)复入京师,怒民迎王师,纵击杀八万人,血流于路可涉也,谓之洗城。 - 《新唐书·黄巢传》
这些文字记录了真实的事情,让人脊背发凉,仿佛身临其境,看见鲜血漫过街巷。
内库烧为锦绣灰,天街踏尽公卿骨。黄巢作为落第书生,愤恨于科举的不公平以及世家大族长期对仕途的垄断,遂拉起队伍,一路呼号,杀向长安,然后纵兵屠戮,以至流血成河,行路都要涉血而行。
黄巢屠戮殆尽王公大臣、世家大族,以至于后世中国对官员的选拔、儿女婚姻(之前可是生殖隔离)都不再看出身和家世渊源了。黄巢像野火,烧尽了人世间的壁垒,由此中国从“中古”向“近世”转变。
在电源设计中,有一种feature与黄巢事迹极为相似,叫做自放电功能,它亦是一种对旧门阀的屠灭,预备着新世界的诞生。

背景
为什么电源要带有自放电功能?
以手机设计为例,现代智能手机的电源系统非常复杂,涉及为多个模块供电,如处理器、DDR、UFS、显示屏、传感器等,而这些模块对时序都有要求。
什么是时序?就是按照时间的顺序,进行IC或硬件系统的电源上电/下电、信号驱动等。
- 如果是单个芯片,通常要遵循特定的顺序去驱动,才能够保障芯片正常工作。
- 如果是手机系统,亦要按照平台厂商推荐的时序图进行驱动,因为这是平台厂商充分验证过的,按照他们的来,出了问题后他们也会帮着解;否则问题极为发散,他们也难以cover住。
以某屏幕的上电时序为例,供应商的datasheet中明确规定了各个电源、各个信号的先后。

但是我们都知道,对于电源来说,通常有大量的滤波电容。当你长按电源键关机时,虽然逻辑上系统停止了,但物理上,这些电容仍然储存着电荷,电压没有立刻消失,拖拖拉拉的,而这将会带来几个问题:
- 如果是关键电源(如内核、复位)电压下降过于缓慢,可能导致电路处于不确定状态,残留电压可能导致逻辑错误、神志不清,做出误动作。
- 再次启动出现异常,由于电容上的残存电压,系统无法判断这个电压是新启动的还是旧账,而判断错误可能导致系统不稳定,或者导致外设(屏幕、相机等)异常。
- 维修风险,拆机维修过程中,如果电容上仍有高压,又没注意到,可能传导到周围电路,导致越修越坏、越修越糟。
除此之外还有浪涌风险,比如手机的pmic charger芯片就带有自放电功能,防止Type-C口频繁热插拔因电荷残留引发浪涌冲击。
自放电实现方式
手机内部的电源芯片通常都设计了自放电功能,在电源关闭输出时,能自动释放输出端的残留电荷,专治各种赖皮。
如下图,通常在电源内部集成放电MOS和放电电阻(阻值约几十到几百欧姆)。当电源被禁用(使能脚EN拉低)时,内部会形成放电通路,然后输出电容上的电荷哗啦啦流走,输出电压急速衰减。

放电速度由内部放电电阻阻值和输出电容容值决定,100Ω放电电阻 + 10μF电容,时间常数约为1mS。
波形示例
下面两张图,展示有无自放电功能的LDO下电波形,可见自放电功能可以显著加快下电速度。


总结
通过电源的自放电功能,可提升电路系统的可靠性,受控的才是最稳妥的。
黄巢曾写诗言志:飒飒西风满院栽,蕊寒香冷蝶难来。他年我若为青帝,报与桃花一处开。
欧阳修亦在《秋声赋》中写道:夫秋,刑官也,于时为阴;又兵象也,于行用金。是谓天地之义气,常以肃杀而为心。
黄巢感慨苍天对菊花的不公,以如同飒飒西风般的肃杀意志,脱离士子的角色,而后起兵攻唐。不在牛马中卷生卷死,而是要做裁决者,可谓奇人奇志矣。