ما هو مبدأ مراقبة إمدادات الطاقة؟
يعتمد التشغيل الموثوق للنظام عادةً على جودة مصدر الطاقة. يمكن أن يتسبب انخفاض جهد مصدر الطاقة في فشل العمليات، مثل إرسال بيانات الفشل إلى الذاكرة أو الأجهزة الخارجية بواسطة وحدات التحكم الدقيقة أو FPGAs أو ASICs. الجهد الزائد يمكن أن يسبب ضررًا دائمًا للجهاز. بالإضافة إلى توفير الحماية أثناء تقلبات الجهد، قد يحتاج المستخدمون أيضًا إلى تحديد مصدر الخلل.
المبدأ الأساسي:
استخدم منظم الجهد، وزوج من FETs، والعديد من المقاومات لتحقيق وظيفة إيقاف تشغيل الطاقة. يجب أن توفر واجهة الخط المزدوج وسجل الأخطاء الخاص بمنظم الجهد إمكانية مراقبة الأخطاء، ويجب توفير EPROM (سعة العنوان الموصى بها البالغة 4 كيلو بايت) لتخزين معلومات التصنيع ومعلومات بطاقة خدمة الصيانة. يقوم منظم الجهد هذا بمراقبة ثلاثة جهود دخل بحدود جهد تبلغ 4.6 و2.9 و1.0 فولت على التوالي. توفر الدائرة الموضحة في الشكل تكوينًا حيث إذا كان جهد مصدر الطاقة 5 فولت منخفضًا جدًا، أو إذا كان جهد مصدر الطاقة 3.3 فولت منخفضًا جدًا أو مرتفعًا جدًا، فسيتم إيقاف تشغيل خرج 3.3 فولت.
إذا كان جهد مصدر الطاقة 5 فولت منخفضًا جدًا، أو كان جهد مصدر الطاقة 3.3 فولت منخفضًا جدًا أو مرتفعًا جدًا، فإن دائرة إيقاف الجهد الزائد/الجهد المنخفض ستغلق مخرج 3.3 فولت.
يستخدم التصميم ترانزستور تأثير حقل أكسيد المعدن -(MOSFET) Q1 باعتباره العنصر الموصل الرئيسي أو المفتاح. MOSFET هو جهاز PMOS يتطلب فقط 2.5V VGS للتشغيل، لذلك يمكن أن يعمل عندما ينخفض جهد مصدر الطاقة إلى 2.5V، وتكون مقاومة RDS الخاصة به أيضًا أقل من 0.1 أوم. يتحكم منظم الجهد في بوابة FET من خلال FET (Q3) بحد أقصى VGS يبلغ 2.5V. في حالات الجهد المنخفض، يمكن استبدال دوائر MOSFET وFETs بوحدات MOSFET مزدوجة، مثل Si4913 من Siliconix، الذي يحتوي على VGS يبلغ 1.8 فولت وRDS (على المقاومة) يبلغ 24 ملي أوم عند جهد 1.8 فولت.
في هذا المثال، تم إكمال مراقبة VCC لمنظم الجهد بواسطة جهاز Intersil's X40435. بعد أن يتجاوز VCC عتبة 4.6 فولت، سيقوم X40435 بإيقاف تشغيل مخرج RESET لمحطة تفريغ الدائرة المفتوحة لمدة 200 مللي ثانية (tPOR). عندما يكون جهد مصدر الطاقة 3.3 فولت أعلى من 2.9 فولت، فإن دائرة مراقبة الإدخال V3MON الخاصة بـ X40435 سوف تقوم بإيقاف تشغيل مخرج V3FAIL لمحطة تسرب الدائرة المفتوحة. عند استيفاء الشرطين المذكورين أعلاه، يتم سحب بوابة FET (2N7002) عاليًا وتشغيلها، مما يسمح لإخراج V2FAIL بالتحكم في بوابة MOSFET (في هذه الحالة، Si3443). إذا كنت لا تريد تأخير tPOR لإدخال 5 فولت، فيمكنك استخدام إخراج LOWLINE بدلاً من إخراج RESET.
يحتوي مدخل V2MON الخاص بـ X40435 على مقسم جهد لمصدر طاقة 3.3 فولت. يضمن تكوين مقاومة مقسم الجهد أنه عندما يصل جهد مصدر الطاقة 3.3 فولت إلى 3.6 فولت، يكون جهد V2MON هو 1 فولت. ومع ذلك، عندما يكون جهد مصدر الطاقة 3.3 فولت أقل من 3.6 فولت، يصبح V2FAIL مستوى عالٍ "منخفض"، ويتم تشغيل MOSFET الذي يزود الحمل بالطاقة.
عندما يصل جهد مصدر الطاقة 3.3 فولت إلى 3.6 فولت، يتم ضبط خرج V2FAIL على مستوى عالٍ "عالي" ويتم إيقاف تشغيل طاقة الخرج. عندما يكون جهد مصدر الطاقة 3.3 فولت أو 5 فولت أقل من العتبة المقابلة له، يتم إيقاف تشغيل جهاز 2N7002، ويتم سحب بوابة Si3443 عاليًا، ويتم إيقاف تشغيل الحمل مرة أخرى.
