Hva er prinsippet for strømforsyningsovervåking?
Den pålitelige driften av et system avhenger vanligvis av kvaliteten på strømforsyningen. Lav strømforsyningsspenning kan forårsake feiloperasjoner, for eksempel å sende feildata til minne eller eksterne enheter av mikrokontrollere, FPGA-er eller ASIC-er. For høy spenning kan forårsake permanent skade på enheten. I tillegg til å gi beskyttelse under spenningssvingninger, kan brukere også trenge å identifisere kilden til feilen.
Grunnleggende prinsipp:
Bruk en spenningsregulator, et par FET-er og flere motstander for å oppnå strømavstengingsfunksjon. Dobbeltlinjegrensesnittet og feilregisteret til spenningsregulatoren bør gi feilovervåkingsevne, og en EPROM (anbefalt adressekapasitet på 4KB) bør gis for å lagre produksjonsinformasjon og informasjon om vedlikeholdsservicekort. Denne spenningsregulatoren overvåker tre inngangsspenninger med spenningsterskler på henholdsvis 4,6, 2,9 og 1,0V. Kretsen vist i figuren gir en konfigurasjon der hvis 5V strømforsyningsspenningen er for lav, eller hvis 3,3V strømforsyningsspenningen er for lav eller for høy, er 3,3V utgangen slått av.
Hvis 5V strømforsyningsspenningen er for lav, eller 3,3V strømforsyningsspenningen er for lav eller for høy, vil overspennings-/underspenningsavstengningskretsen slå av 3,3V-utgangen.
Designet tar i bruk en metalloksidfelt-effekttransistor (MOSFET) Q1 som hovedledende element eller bryter. MOSFET er en PMOS-enhet som bare krever 2,5V VGS for å lede, så den kan fungere når strømforsyningsspenningen faller til 2,5V, og RDS (på motstand) også er mindre enn 0,1 ohm. Spenningsregulatoren styrer porten til FET gjennom en FET (Q3) med en maksimal VGS på 2,5V. I lavspenningssituasjoner kan MOSFET-er og FET-er erstattes med doble MOSFET-er, slik som Siliconix sin Si4913, som har en VGS på 1,8V og en RDS (på motstand) på 24 milliohm ved 1,8V spenning.
I dette eksemplet fullføres VCC-overvåkingen av spenningsregulatoren av Intersils X40435. Etter at VCC overskrider terskelen på 4,6V, vil X40435 slå av den åpne kretsutladningsterminalen RESET-utgangen i 200 millisekunder (tPOR). Når 3,3V strømforsyningsspenningen er høyere enn 2,9V, vil V3MON-inngangsovervåkingskretsen til X40435 slå av den åpne kretslekkasjeterminalens V3FAIL-utgang. Når begge betingelsene ovenfor er oppfylt, trekkes porten til FET (2N7002) høyt og slås på, slik at V2FAIL-utgang kan kontrollere porten til MOSFET (i dette tilfellet Si3443). Hvis du ikke ønsker tPOR-forsinkelse for 5V-inngang, kan du bruke LOWLINE-utgang i stedet for RESET-utgang.
V2MON-inngangen til X40435 har en spenningsdeler for en 3,3V strømforsyning. Konfigurasjonen av spenningsdelermotstanden sikrer at når 3,3V strømforsyningsspenningen når 3,6V, er V2MON-spenningen 1V. Men når 3,3V strømforsyningsspenningen er lavere enn 3,6V, blir V2FAIL "LOW" høyt nivå, og MOSFET-en som leverer strøm til lasten slås på.
Når 3,3V strømforsyningsspenningen når 3,6V, settes V2FAIL-utgangen til "HIGH" høyt nivå og utgangsstrømmen slås av. Når 3,3V eller 5V strømforsyningsspenningen er lavere enn dens tilsvarende terskel, slås 2N7002-enheten av, Si3443-porten trekkes høyt, og lasten slås av igjen.
