電源監(jiān)視,電源監(jiān)視原理是什么?

背景知識(shí)：

系統(tǒng)能可靠工作通常依賴于供電質(zhì)量。電源電壓過(guò)低會(huì)造成失效操作，如會(huì)導(dǎo)致微控制器、FPGA或ASIC會(huì)發(fā)送失效數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器或外。電壓過(guò)高則會(huì)造成器件永久損壞。除了在電壓波動(dòng)時(shí)提供保護(hù)外，用戶可能還需要識(shí)別故障源。

基本原理：

用一個(gè)調(diào)壓器加一對(duì)FET及幾只電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)電源關(guān)斷功能。調(diào)壓器的雙線接口和故障寄存器應(yīng)該提供故障監(jiān)測(cè)能力，并且提供一片EPROM(建議地址容量為4KB)用于保存制造信息和維修服務(wù)卡等信息。 此調(diào)壓器監(jiān)測(cè)三個(gè)輸入電壓，電壓閾值分別為4.6、2.9和1.0V。圖中所示的電路給出了這樣一種配置：如果5V的電源電壓過(guò)低，或3.3V的電源電壓過(guò)低或過(guò)高，則關(guān)斷3.3V的輸出。

如果5V的電源電壓過(guò)低，或3.3V的電源電壓過(guò)低或過(guò)高，則該過(guò)壓/欠壓關(guān)斷電路將會(huì)關(guān)斷3.3V的輸出。

設(shè)計(jì)采用一只金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)Q1作為主要的導(dǎo)通元件或開關(guān)。MOSFET是PMOS器件，僅需要2.5V的VGS就可以導(dǎo)通，所以當(dāng)電源電壓降到2.5V時(shí)即可發(fā)揮作用，其RDS(導(dǎo)通電阻)也小于0.1歐姆。調(diào)壓器通過(guò)一顆最大VGS為2.5V的FET(Q3)來(lái)控制FET的柵極。在低電壓情況下，MOSFET和FET可以用雙MOSFET來(lái)代替，如Siliconix的Si4913，其VGS為1.8V，其1.8V電壓下的RDS(導(dǎo)通電阻)為24毫歐姆。

在這個(gè)示例中，調(diào)壓器的VCC監(jiān)測(cè)由Intersil的X40435來(lái)完成。在VCC高于4.6V的閾值后，X40435即關(guān)斷其開路泄流端RESET輸出200毫秒(tPOR)。當(dāng)3.3V的電源電壓高于2.9V時(shí)，X40435的V3MON輸入監(jiān)測(cè)電路即關(guān)斷其開路泄流端V3FAIL輸出。當(dāng)上述兩個(gè)條件都滿足時(shí)，F(xiàn)ET(2N7002)柵極即被拉高而導(dǎo)通，使V2FAIL輸出可以控制MOSFET的柵極(在本例中即是Si3443)。如果不希望5V輸入有tPOR時(shí)延，則可以用LOWLINE輸出代替RESET輸出。

X40435的V2MON輸入端對(duì)3.3V電源有個(gè)分壓。分壓電阻的配置使得當(dāng)3.3V電源電壓達(dá)到3.6V時(shí)V2MON電壓為1V。但當(dāng)3.3V的電源電壓低于3.6V時(shí)，V2FAIL變?yōu)椤癓OW”高平，向負(fù)載供電的MOSFET即導(dǎo)通。

當(dāng)3.3V的電源電壓達(dá)到3.6V時(shí)，V2FAIL輸出置“HIGH”高電平，關(guān)斷輸出電源。當(dāng)3.3V或5V電源電壓低于其相應(yīng)的閾值時(shí)，2N7002器件關(guān)斷，Si3443門拉高，再次關(guān)斷負(fù)載。

X40435有一個(gè)雙線接口，可以訪問(wèn)EPROM和故障檢測(cè)寄存器。在X40435加電時(shí)，即將所有故障位復(fù)位到零。而且，任何故障狀態(tài)也會(huì)使相應(yīng)位復(fù)位到零，這樣，如果微控制器在寫故障位之前首先檢查故障位，就可以確定引起系統(tǒng)重置復(fù)位的原因。例如，如果所有位被置零，則5V電源被關(guān)斷。如果LV3F位置零，則3.3V電源關(guān)斷。如果LV2F位置零，V2MON電壓超過(guò)其閾值后又回落到閾值以下，這表明發(fā)生了過(guò)壓。另外還有一些位用來(lái)指示看門狗超時(shí)或系統(tǒng)的手工復(fù)位。 在上述電路的一個(gè)變種電路中，3.3V電源欠壓狀態(tài)僅僅引起系統(tǒng)復(fù)位，并不關(guān)斷3.3V電源，僅在3.3V輸入超過(guò)上限時(shí)才關(guān)斷到負(fù)載的3.3V電源。