NESY067 November 2024
監(jiān)控電壓的方法有很多。此外，您選擇監(jiān)控的電壓也會有所不同。在任何工業(yè)應用中，您可能需要監(jiān)控高達 48V 或低至 0.8V 的電壓，以因應過電壓或欠電壓情況。幸好有監(jiān)控系統(tǒng)中重要電壓軌的有效方法，可實現任何功能安全設計的幾個層面。透過準確的電壓監(jiān)控，協助您知悉何時應完全關閉系統(tǒng)、重設 MCU ，或是進行其他系統(tǒng)層級選擇以達到安全狀態(tài)。若不持續(xù)監(jiān)控安全相關電壓軌，系統(tǒng)將無法在發(fā)生潛在危險情況時採取行動。
可使用離散式零組件設計電壓監(jiān)控電路的方法，但在著重功能安全的系統(tǒng)中，若將電壓監(jiān)控功能整合至單一的子系統(tǒng)電路，判斷診斷範圍就會變得更加容易。因此電壓監(jiān)控器 IC 對功能安全特別有幫助，其中包含閾值準確度、靜態(tài)電流、重設時間延遲、鎖存能力、電壓磁滯、輸出類型和 BIST 的不同組合。
表 4 列出部分電壓監(jiān)控器參數和功能。
| 參數或特點 | 說明 |
|---|---|
| 閾值準確度 | 額定臨界電壓周圍的準確度百分比。 |
| 最大輸入電壓 | 裝置可監(jiān)控的最大電壓。 |
| 靜態(tài)電流 | 閒置時設備消耗的電流量。 |
| 重設延遲時間 | 裝置在不再發(fā)生故障時解除故障狀態(tài)所需的時間量。 |
| 電壓磁滯 | 閾值與解除有效閾值之間的差異。如果監(jiān)控的電壓振盪，此參數有助於防止誤報。 |
| 輸出拓撲 | 電壓監(jiān)控器的輸出接腳 (開汲極或推拉式)，採用低電位作動或高電位作動格式。 |
| 閂鎖 | 發(fā)生故障後，代表故障的接腳會維持宣告狀態(tài)，直到監(jiān)控器 IC 收到清除邏輯的訊號為止。 |
| BIST | 執(zhí)行內部裝置診斷以檢查內部故障。 |
電壓監(jiān)控器 IC 會監(jiān)控電壓；一旦電壓進入欠電壓或過電壓狀態(tài)，電壓監(jiān)控器便可通知 MCU，切換電源開關或驅動閘極。電壓監(jiān)控器可偵測電源供應器已變更，並快速安全有效地斷開電源供應器。同時監(jiān)控欠電壓和過電壓的監(jiān)控器也稱為窗型監(jiān)控器。您執(zhí)行的電壓監(jiān)控類型也會影響功能安全等級。
表 5 會列出這些等級。
| 電壓監(jiān)控類型 | 潛在診斷範圍或安全故障分數 |
|---|---|
| 過電壓 | 60% |
| 窗型 (過電壓與欠電壓) | 90% 至 99% |
設計安全電路時，請務必考慮診斷範圍等級。此外，使用電壓監(jiān)控器 IC 可減少必要電路元件的數量，進而簡化設計。