電源監視,電源監視原理是什么?

背景知識：

系統能可靠工作通常依賴于供電質量。電源電壓過低會造成失效操作，如會導致微控制器、FPGA或ASIC會發送失效數據到存儲器或外。電壓過高則會造成器件永久損壞。除了在電壓波動時提供保護外，用戶可能還需要識別故障源。

基本原理：

用一個調壓器加一對FET及幾只電阻來實現電源關斷功能。調壓器的雙線接口和故障寄存器應該提供故障監測能力，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卡等信息。 此調壓器監測三個輸入電壓，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的電源電壓過低，或3.3V的電源電壓過低或過高，則關斷3.3V的輸出。

如果5V的電源電壓過低，或3.3V的電源電壓過低或過高，則該過壓/欠壓關斷電路將會關斷3.3V的輸出。

設計采用一只金屬氧化物場效應管(MOSFET)Q1作為主要的導通元件或開關。MOSFET是PMOS器件，僅需要2.5V的VGS就可以導通，所以當電源電壓降到2.5V時即可發揮作用，其RDS(導通電阻)也小于0.1歐姆。調壓器通過一顆最大VGS為2.5V的FET(Q3)來控制FET的柵極。在低電壓情況下，MOSFET和FET可以用雙MOSFET來代替，如Siliconix的Si4913，其VGS為1.8V，其1.8V電壓下的RDS(導通電阻)為24毫歐姆。

在這個示例中，調壓器的VCC監測由Intersil的X40435來完成。在VCC高于4.6V的閾值后，X40435即關斷其開路泄流端RESET輸出200毫秒(tPOR)。當3.3V的電源電壓高于2.9V時，X40435的V3MON輸入監測電路即關斷其開路泄流端V3FAIL輸出。當上述兩個條件都滿足時，FET(2N7002)柵極即被拉高而導通，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時延，則可以用LOWLINE輸出代替RESET輸出。

X40435的V2MON輸入端對3.3V電源有個分壓。分壓電阻的配置使得當3.3V電源電壓達到3.6V時V2MON電壓為1V。但當3.3V的電源電壓低于3.6V時，V2FAIL變為“LOW”高平，向負載供電的MOSFET即導通。

當3.3V的電源電壓達到3.6V時，V2FAIL輸出置“HIGH”高電平，關斷輸出電源。當3.3V或5V電源電壓低于其相應的閾值時，2N7002器件關斷，Si3443門拉高，再次關斷負載。

X40435有一個雙線接口，可以訪問EPROM和故障檢測寄存器。在X40435加電時，即將所有故障位復位到零。而且，任何故障狀態也會使相應位復位到零，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重置復位的原因。例如，如果所有位被置零，則5V電源被關斷。如果LV3F位置零，則3.3V電源關斷。如果LV2F位置零，V2MON電壓超過其閾值后又回落到閾值以下，這表明發生了過壓。另外還有一些位用來指示看門狗超時或系統的手工復位。 在上述電路的一個變種電路中，3.3V電源欠壓狀態僅僅引起系統復位，并不關斷3.3V電源，僅在3.3V輸入超過上限時才關斷到負載的3.3V電源。