Vad är principen för övervakning av strömförsörjning?
Den tillförlitliga driften av ett system beror vanligtvis på kvaliteten på strömförsörjningen. Låg strömförsörjningsspänning kan orsaka feloperationer, som att skicka feldata till minne eller externa enheter av mikrokontroller, FPGA:er eller ASIC:er. För hög spänning kan orsaka permanent skada på enheten. Förutom att ge skydd vid spänningsfluktuationer kan användare också behöva identifiera felkällan.
Grundprincip:
Använd en spänningsregulator, ett par FET:er och flera motstånd för att uppnå strömavstängningsfunktion. Spänningsregulatorns dubbla linjegränssnitt och felregister bör tillhandahålla felövervakningskapacitet, och ett EPROM (rekommenderad adresskapacitet på 4KB) bör tillhandahållas för att lagra tillverkningsinformation och information om underhållsservicekort. Denna spänningsregulator övervakar tre inspänningar med spänningströsklar på 4,6, 2,9 respektive 1,0V. Kretsen som visas i figuren tillhandahåller en konfiguration där om 5V strömförsörjningsspänningen är för låg, eller om 3,3V strömförsörjningsspänningen är för låg eller för hög, stängs 3,3V-utgången av.
Om 5V strömförsörjningsspänningen är för låg, eller 3,3V strömförsörjningsspänningen är för låg eller för hög, kommer överspännings-/underspänningsavstängningskretsen att stänga av 3,3V-utgången.
Konstruktionen använder en metalloxidfälts-effekttransistor (MOSFET) Q1 som det huvudsakliga ledande elementet eller omkopplaren. MOSFET är en PMOS-enhet som bara kräver 2,5V VGS för att leda, så den kan fungera när strömförsörjningsspänningen sjunker till 2,5V och dess RDS (på resistans) också är mindre än 0,1 ohm. Spänningsregulatorn styr FET:ens gate genom en FET (Q3) med en maximal VGS på 2,5V. I lågspänningssituationer kan MOSFET och FET ersättas med dubbla MOSFET, som Siliconix Si4913, som har ett VGS på 1,8V och ett RDS (onresistans) på 24 milliohm vid 1,8V spänning.
I det här exemplet slutförs VCC-övervakningen av spänningsregulatorn av Intersils X40435. Efter att VCC överskrider tröskeln på 4,6V, kommer X40435 att stänga av sin återställningsutgång för öppen krets urladdningsterminalen i 200 millisekunder (tPOR). När 3,3V strömförsörjningsspänningen är högre än 2,9V, kommer V3MON-ingångsövervakningskretsen på X40435 att stänga av sin öppna kretsläckageterminal V3FAIL-utgång. När båda ovanstående villkor är uppfyllda, dras grinden för FET (2N7002) högt upp och slås på, vilket gör att V2FAIL-utgången kan styra grinden för MOSFET (i detta fall Si3443). Om du inte vill ha tPOR-fördröjning för 5V-ingång kan du använda LOWLINE-utgång istället för RESET-utgång.
V2MON-ingången på X40435 har en spänningsdelare för en 3,3V strömförsörjning. Konfigurationen av spänningsdelarmotståndet säkerställer att när 3,3V strömförsörjningsspänningen når 3,6V, är V2MON-spänningen 1V. Men när 3,3V strömförsörjningsspänningen är lägre än 3,6V, blir V2FAIL "LOW" hög nivå, och MOSFET som levererar ström till lasten slås på.
När 3,3V strömförsörjningsspänningen når 3,6V ställs V2FAIL-utgången in på "HIGH" hög nivå och uteffekten stängs av. När 3,3V eller 5V strömförsörjningsspänningen är lägre än motsvarande tröskel, stängs 2N7002-enheten av, Si3443-porten dras högt och belastningen stängs av igen.
