מהו העיקרון של ניטור אספקת החשמל?

מהו העיקרון של ניטור אספקת החשמל?

הפעולה האמינה של מערכת תלויה בדרך כלל באיכות אספקת החשמל. מתח אספקת חשמל נמוך עלול לגרום לפעולות כשל, כגון שליחת נתוני כשל לזיכרון או להתקנים חיצוניים על ידי מיקרו-בקרים, FPGAs או ASICs. מתח מוגזם עלול לגרום לנזק קבוע למכשיר. בנוסף למתן הגנה במהלך תנודות מתח, ייתכן שהמשתמשים יצטרכו גם לזהות את מקור התקלה.

עקרון בסיסי:

השתמש בווסת מתח, זוג FETs ומספר נגדים כדי להשיג פונקציית כיבוי מתח. ממשק הקו הכפול ופנקס התקלות של ווסת המתח צריכים לספק יכולת ניטור תקלות, ויש לספק EPROM (קיבולת כתובת מומלצת של 4KB) לאחסון מידע ייצור ופרטי כרטיס שירות תחזוקה. ווסת מתח זה מנטר שלושה מתחי כניסה עם ספי מתח של 4.6, 2.9 ו-1.0V, בהתאמה. המעגל המוצג באיור מספק תצורה שבה אם מתח אספקת החשמל של 5V נמוך מדי, או אם מתח אספקת החשמל של 3.3V נמוך מדי או גבוה מדי, פלט ה-3.3V כבוי.

אם מתח אספקת המתח של 5V נמוך מדי, או מתח אספקת החשמל של 3.3V נמוך מדי או גבוה מדי, מעגל כיבוי מתח יתר/תת-מתח יכבה את פלט ה-3.3V.

התכנון מאמץ טרנזיסטור (MOSFET) Q1 של שדה תחמוצת מתכת- כאלמנט המוליך הראשי או המתג. MOSFET הוא התקן PMOS שדורש רק 2.5V VGS כדי להוביל, כך שהוא יכול לתפקד כאשר מתח אספקת החשמל יורד ל-2.5V, וה-RDS שלו (על התנגדות) גם הוא פחות מ-0.1 אוהם. ווסת המתח שולט על השער של ה-FET באמצעות FET (Q3) עם VGS מקסימלי של 2.5V. במצבי מתח נמוך, ניתן להחליף רכיבי MOSFET ו-FET ב-MOSFET כפולים, כגון Si4913 של Siliconix, בעל VGS של 1.8V ו-RDS (על התנגדות) של 24 מיליאוהם במתח של 1.8V.

בדוגמה זו, ניטור ה-VCC של ווסת המתח הושלם על ידי ה-X40435 של Intersil. לאחר שה-VCC חורג מהסף של 4.6V, X40435 יכבה את פלט ה-RESET של מסוף פריקת המעגל הפתוח שלו למשך 200 מילישניות (tPOR). כאשר מתח אספקת החשמל של 3.3V גבוה מ-2.9V, מעגל ניטור הקלט V3MON של X40435 יכבה את פלט V3FAIL של מסוף דליפת המעגל הפתוח שלו. כאשר שני התנאים לעיל מתקיימים, השער של FET (2N7002) נמשך גבוה ומופעל, מה שמאפשר לפלט V2FAIL לשלוט על השער של MOSFET (במקרה זה, Si3443). אם אינך רוצה השהיית tPOR עבור קלט 5V, אתה יכול להשתמש בפלט LOWLINE במקום בפלט RESET.

לכניסת V2MON של X40435 יש מחלק מתח עבור ספק כוח 3.3V. התצורה של הנגד של מחלק המתח מבטיחה שכאשר מתח אספקת החשמל של 3.3V מגיע ל-3.6V, מתח ה-V2MON הוא 1V. עם זאת, כאשר מתח אספקת החשמל של 3.3V נמוך מ-3.6V, V2FAIL הופך לרמה גבוהה "LOW", וה-MOSFET המספק כוח לעומס מופעל.

כאשר מתח אספקת החשמל 3.3V מגיע ל-3.6V, פלט V2FAIL מוגדר לרמה גבוהה "HIGH" והספק המוצא כבוי. כאשר מתח אספקת החשמל של 3.3V או 5V נמוך מהסף המתאים לו, התקן 2N7002 כבוי, שער Si3443 נמשך גבוה והעומס נכבה שוב.