用復(fù)位發(fā)生器和電壓監(jiān)控器來(lái)避免故障

優(yōu)點(diǎn)：PLD對(duì)復(fù)位、中斷的產(chǎn)生，以及關(guān)閉Flash寫信號(hào)有很大的靈活性，能有效地進(jìn)行電源定序。因?yàn)檫@個(gè)電路獨(dú)立于DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，它可以作為標(biāo)準(zhǔn)的解決方案用于各種應(yīng)用。

缺點(diǎn)：電壓監(jiān)控的精度問(wèn)題。在大多數(shù)轉(zhuǎn)換器里，PG電路的閾值精度在5% 和10%之間。由于這個(gè)容限差錯(cuò)，不可能監(jiān)控5 %的電壓變化。
此外，這種方法不能監(jiān)控輸入電壓。因此在電路板上電壓關(guān)閉的過(guò)程中不能為微處理器提供充分的時(shí)間。

監(jiān)控輸入電壓

圖3展示了監(jiān)控電路使用低成本復(fù)位發(fā)生器只監(jiān)控輸入電壓。不對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行監(jiān)控。

這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是為電壓監(jiān)控提供低成本解決方案，在開啟和關(guān)閉電源時(shí)處理復(fù)位產(chǎn)生。這個(gè)方法的缺點(diǎn)是無(wú)法確定電路板上其余的電源是否工作正常。因此，不能防止差錯(cuò)，例如由于任何電路板上DC-DC轉(zhuǎn)換器的故障而引起破壞Flash數(shù)據(jù)。

用含有ADC的微處理器監(jiān)控電源

圖4的電路中，用含有集成了ADC的微處理器來(lái)監(jiān)控和產(chǎn)生復(fù)位。微處理器中的電壓監(jiān)控軟件代碼用ADC來(lái)輪流測(cè)量每個(gè)電源電壓，把存儲(chǔ)的電壓閾值和數(shù)字代碼相比較，以確定電源是否有差錯(cuò)。電壓監(jiān)控軟件通常用5到10毫秒的時(shí)間對(duì)中斷信號(hào)做出響應(yīng)。
這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是具有靈活性，能精確地設(shè)置電壓監(jiān)控閾值(僅限于ADC解決方案)。此外，相同的方法可以作為標(biāo)準(zhǔn)用于各種設(shè)計(jì)，因?yàn)槟芡ㄟ^(guò)軟件對(duì)電路板進(jìn)行特殊的設(shè)置。

這個(gè)方法的缺點(diǎn)是：故障檢測(cè)太慢，通常需要外部的帶隙參考來(lái)滿足精度的要求。

故障檢測(cè)中的主要延時(shí)是由于引入監(jiān)控，大約要5~10ms的時(shí)間。監(jiān)控軟件也要加入一些延時(shí)，因?yàn)闀r(shí)序監(jiān)控和平均要求。大多數(shù)DC-DC轉(zhuǎn)換器有故障時(shí)，或者關(guān)閉電源時(shí)，電壓下降到可接受的范圍之下大約要2~5ms。5~10ms的故障檢測(cè)延時(shí)太慢，只留給處理器一個(gè)很短的時(shí)間來(lái)進(jìn)行處理。

在大多數(shù)微控制器中，用ADC監(jiān)控電壓的片上參考電壓的容限誤差為2%~4%，因此需要外部集成電路的參考電壓的監(jiān)控精度提高到1%左右。

監(jiān)控器和復(fù)位產(chǎn)生電路的實(shí)例

圖5為可編程電源管理器件，Lattice POWR607用于監(jiān)控輸入電壓和電路板上產(chǎn)生的電壓。POWR607能監(jiān)控多達(dá)6個(gè)電壓，使用12微秒的故障檢測(cè)延時(shí)片上可編程閾值比較器。典型的電壓閾值精度是0.5%。比較器的輸出連接到片上PLD。用PLD實(shí)現(xiàn)的邏輯產(chǎn)生控制信號(hào)。可編程定時(shí)器產(chǎn)生持續(xù)一段時(shí)間的脈沖復(fù)位信號(hào)。POWR607是在系統(tǒng)可編程的，配置存儲(chǔ)在片上E2CMOS存儲(chǔ)器中。

監(jiān)控器和復(fù)位產(chǎn)生電路的優(yōu)點(diǎn)

圖2 用PLD的電壓監(jiān)控

圖3   監(jiān)控輸入電壓

這個(gè)設(shè)計(jì)監(jiān)控電路板上的電源電壓和輸入電源，組合了圖2和圖3的優(yōu)點(diǎn)。可編程閾值功能具有圖4中用微控制器的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)榈湫偷拈撝稻仁?.5%，這個(gè)電路沒(méi)有圖2和圖4中電路的缺點(diǎn)。片上PLD提供與圖2電路中相同的電源定序靈活性。

圖4 用微處理器監(jiān)控電壓

評(píng)估各種電路，很明顯圖5中使用Lattice電源管理芯片提供最可靠的監(jiān)控器和復(fù)位產(chǎn)生電路。

圖5 用可編程電源管理集成電路進(jìn)行電壓監(jiān)控

參考文獻(xiàn)：
1. isp POWR607. Lattice Data Sheet. 2006