หลักการของการตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟคืออะไร?

หลักการของการตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟคืออะไร?

การทำงานที่เชื่อถือได้ของระบบมักจะขึ้นอยู่กับคุณภาพของแหล่งจ่ายไฟ แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟต่ำอาจทำให้เกิดความล้มเหลวได้ เช่น การส่งข้อมูลความล้มเหลวไปยังหน่วยความจำหรืออุปกรณ์ภายนอกโดยไมโครคอนโทรลเลอร์, FPGA หรือ ASIC แรงดันไฟฟ้าที่มากเกินไปอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายถาวรได้ นอกเหนือจากการให้การป้องกันระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่ผันผวนแล้ว ผู้ใช้ยังอาจต้องระบุแหล่งที่มาของความผิดปกติด้วย

หลักการพื้นฐาน:

ใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า FET หนึ่งคู่ และตัวต้านทานหลายตัวเพื่อให้ได้ฟังก์ชันการปิดเครื่อง อินเทอร์เฟซสายคู่และการลงทะเบียนข้อผิดพลาดของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าควรมีความสามารถในการตรวจสอบข้อผิดพลาด และควรมี EPROM (ความจุที่อยู่ที่แนะนำ 4KB) เพื่อจัดเก็บข้อมูลการผลิตและข้อมูลบัตรบริการบำรุงรักษา ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้านี้จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าอินพุตสามตัวโดยมีเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าที่ 4.6, 2.9 และ 1.0V ตามลำดับ วงจรที่แสดงในภาพเป็นการกำหนดค่าโดยที่หากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ 5V ต่ำเกินไป หรือหากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ 3.3V ต่ำหรือสูงเกินไป เอาต์พุต 3.3V จะถูกปิด

หากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ 5V ต่ำเกินไป หรือแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ 3.3V ต่ำเกินไปหรือสูงเกินไป วงจรการปิดระบบแรงดันไฟฟ้าเกิน/แรงดันตกจะปิดเอาต์พุต 3.3V

การออกแบบนี้ใช้สนามโลหะออกไซด์-เอฟเฟกต์ทรานซิสเตอร์ (MOSFET) Q1 เป็นส่วนประกอบหรือสวิตช์นำไฟฟ้าหลัก MOSFET เป็นอุปกรณ์ PMOS ที่ต้องใช้เพียง 2.5V VGS ในการดำเนินการ ดังนั้นจึงสามารถทำงานได้เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟลดลงเหลือ 2.5V และ RDS (บนความต้านทาน) ก็น้อยกว่า 0.1 โอห์มเช่นกัน ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าจะควบคุมเกตของ FET ผ่าน FET (Q3) โดยมี VGS สูงสุดที่ 2.5V ในสถานการณ์แรงดันไฟฟ้าต่ำ MOSFET และ FET สามารถแทนที่ด้วย MOSFET คู่ได้ เช่น Si4913 ของ Siliconix ซึ่งมี VGS 1.8V และ RDS (บนความต้านทาน) 24 มิลลิโอห์มที่แรงดันไฟฟ้า 1.8V

ในตัวอย่างนี้ การตรวจสอบ VCC ของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเสร็จสิ้นโดย X40435 ของ Intersil หลังจากที่ VCC เกินขีดจำกัดที่ 4.6V แล้ว X40435 จะปิดเอาต์พุต RESET เทอร์มินัลคายประจุวงจรเปิดเป็นเวลา 200 มิลลิวินาที (tPOR) เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ 3.3V สูงกว่า 2.9V วงจรตรวจสอบอินพุต V3MON ของ X40435 จะปิดเอาต์พุต V3FAIL ของเทอร์มินัลการรั่วไหลของวงจรเปิด เมื่อตรงตามเงื่อนไขทั้งสองข้างต้น ประตูของ FET (2N7002) จะถูกดึงขึ้นสูงและเปิดขึ้น เพื่อให้เอาต์พุต V2FAIL ควบคุมประตูของ MOSFET (ในกรณีนี้คือ Si3443) หากคุณไม่ต้องการการหน่วงเวลา tPOR สำหรับอินพุต 5V คุณสามารถใช้เอาต์พุต LOWLINE แทนเอาต์พุต RESET

อินพุต V2MON ของ X40435 มีตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าสำหรับแหล่งจ่ายไฟ 3.3V การกำหนดค่าตัวต้านทานตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าช่วยให้มั่นใจได้ว่าเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ 3.3V ถึง 3.6V แรงดันไฟฟ้า V2MON จะเป็น 1V อย่างไรก็ตาม เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ 3.3V ต่ำกว่า 3.6V V2FAIL จะกลายเป็นระดับสูง "ต่ำ" และ MOSFET ที่จ่ายพลังงานให้กับโหลดจะเปิดขึ้น

เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ 3.3V ถึง 3.6V เอาต์พุต V2FAIL จะถูกตั้งค่าเป็นระดับสูง "สูง" และกำลังเอาต์พุตจะถูกปิด เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ 3.3V หรือ 5V ต่ำกว่าเกณฑ์ที่เกี่ยวข้อง อุปกรณ์ 2N7002 จะถูกปิด ประตู Si3443 จะถูกดึงให้สูง และโหลดจะถูกปิดอีกครั้ง