Qual é o princípio do monitoramento da fonte de alimentação?
A operação confiável de um sistema geralmente depende da qualidade da fonte de alimentação. A baixa tensão da fonte de alimentação pode causar falhas nas operações, como o envio de dados de falha para a memória ou dispositivos externos por microcontroladores, FPGAs ou ASICs. Tensão excessiva pode causar danos permanentes ao dispositivo. Além de fornecer proteção durante flutuações de tensão, os usuários também podem precisar identificar a origem da falha.
Princípio básico:
Use um regulador de tensão, um par de FETs e vários resistores para obter a função de desligamento de energia. A interface de linha dupla e o registro de falhas do regulador de tensão devem fornecer capacidade de monitoramento de falhas, e uma EPROM (capacidade de endereço recomendada de 4 KB) deve ser fornecida para armazenar informações de fabricação e informações do cartão de serviço de manutenção. Este regulador de tensão monitora três tensões de entrada com limites de tensão de 4,6, 2,9 e 1,0 V, respectivamente. O circuito mostrado na figura fornece uma configuração em que se a tensão da fonte de alimentação de 5 V for muito baixa ou se a tensão da fonte de alimentação de 3,3 V for muito baixa ou muito alta, a saída de 3,3 V será desligada.
Se a tensão da fonte de alimentação de 5 V for muito baixa ou a tensão da fonte de alimentação de 3,3 V for muito baixa ou muito alta, o circuito de desligamento por sobretensão/subtensão desligará a saída de 3,3 V.
O projeto adota um transistor de efeito de campo de óxido metálico (MOSFET) Q1 como elemento condutor principal ou chave. MOSFET é um dispositivo PMOS que requer apenas 2,5 V VGS para conduzir, portanto pode funcionar quando a tensão da fonte de alimentação cai para 2,5 V e seu RDS (na resistência) também é inferior a 0,1 ohms. O regulador de tensão controla a porta do FET através de um FET (Q3) com VGS máximo de 2,5V. Em situações de baixa tensão, MOSFETs e FETs podem ser substituídos por MOSFETs duplos, como o Si4913 da Siliconix, que possui um VGS de 1,8V e um RDS (na resistência) de 24 miliohms a uma tensão de 1,8V.
Neste exemplo, o monitoramento VCC do regulador de tensão é completado pelo X40435 da Intersil. Depois que o VCC exceder o limite de 4,6 V, o X40435 desligará sua saída RESET do terminal de descarga de circuito aberto por 200 milissegundos (tPOR). Quando a tensão da fonte de alimentação de 3,3 V for superior a 2,9 V, o circuito de monitoramento de entrada V3MON do X40435 desligará sua saída V3FAIL do terminal de vazamento de circuito aberto. Quando ambas as condições acima são atendidas, a porta do FET (2N7002) é puxada para cima e ligada, permitindo que a saída V2FAIL controle a porta do MOSFET (neste caso, Si3443). Se você não deseja atraso tPOR para entrada de 5V, você pode usar a saída LOWLINE em vez da saída RESET.
A entrada V2MON do X40435 possui um divisor de tensão para uma fonte de alimentação de 3,3V. A configuração do resistor divisor de tensão garante que quando a tensão da fonte de alimentação de 3,3 V atinge 3,6 V, a tensão V2MON é de 1 V. No entanto, quando a tensão da fonte de alimentação de 3,3 V é inferior a 3,6 V, V2FAIL torna-se "LOW" de alto nível e o MOSFET que fornece energia para a carga é ligado.
Quando a tensão da fonte de alimentação de 3,3 V atinge 3,6 V, a saída V2FAIL é definida como alto nível "HIGH" e a potência de saída é desligada. Quando a tensão da fonte de alimentação de 3,3 V ou 5 V é inferior ao limite correspondente, o dispositivo 2N7002 é desligado, a porta Si3443 é puxada para cima e a carga é desligada novamente.
