ZHCY215 November 2024
有許多方法可以監(jiān)控電壓，并且可以選擇監(jiān)控不同的電壓范圍。在任何工業(yè)應(yīng)用中，都可能需要監(jiān)控高至 48V 或低至 0.8V 的電壓，以判斷是否存在過(guò)壓或欠壓情況。幸運(yùn)的是，現(xiàn)有的電壓監(jiān)控方法可以有效地監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵電壓軌，進(jìn)而支持功能安全設(shè)計(jì)的多方面需求。通過(guò)精確的電壓監(jiān)控，系統(tǒng)能夠在需要時(shí)完全關(guān)閉設(shè)備、復(fù)位 MCU 或采取其他系統(tǒng)級(jí)措施以達(dá)到安全狀態(tài)。如果不持續(xù)監(jiān)控與安全相關(guān)的電壓軌，系統(tǒng)在潛在危險(xiǎn)情況下將無(wú)法做出及時(shí)響應(yīng)。
盡管可以使用分立元件設(shè)計(jì)電壓監(jiān)控電路，但對(duì)于以功能安全為重點(diǎn)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，如果電壓監(jiān)測(cè)功能集成到一個(gè)子系統(tǒng)電路中，則確定診斷覆蓋率會(huì)容易得多。因此，電壓監(jiān)控 IC 對(duì)于確保功能安全尤為重要。這些 IC 結(jié)合了不同的功能和特性，包括閾值精度、靜態(tài)電流、復(fù)位延時(shí)時(shí)間、鎖存功能、電壓遲滯、輸出類(lèi)型和 BIST。
表 4 列出了一些電壓監(jiān)控器的參數(shù)和特性。
| 參數(shù)或特性 | 說(shuō)明 |
|---|---|
| 閾值精度 | 標(biāo)稱(chēng)閾值電壓附近的精度百分比。 |
| 最大輸入電壓 | 器件可監(jiān)控的最大電壓。 |
| 靜態(tài)電流 | 器件空閑時(shí)消耗的電流量。 |
| 復(fù)位延時(shí)時(shí)間 | 故障消失后，器件從故障狀態(tài)恢復(fù)所需的時(shí)間。 |
| 電壓遲滯 | 閾值與置為無(wú)效閾值之間的差值，有助于在監(jiān)測(cè)電壓波動(dòng)時(shí)防止誤置為無(wú)效。 |
| 輸出拓?fù)?/td> | 電壓監(jiān)控器的輸出引腳（開(kāi)漏或推挽），支持低電平有效或高電平有效格式。 |
| 鎖存 | 故障發(fā)生后，故障指示引腳仍然有效，直到監(jiān)控 IC 接收到清除邏輯信號(hào)。 |
| BIST | 器件內(nèi)部診斷功能，用于檢查器件內(nèi)部故障。 |
電壓監(jiān)控 IC 可以在監(jiān)測(cè)到電壓進(jìn)入欠壓或過(guò)壓狀態(tài)時(shí)，通知 MCU，切換電源或驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O信號(hào)。電壓監(jiān)控器可以檢測(cè)到電源是否發(fā)生了變化，并快速安全有效地?cái)嚅_(kāi)電源。能夠同時(shí)監(jiān)控欠壓和過(guò)壓的監(jiān)控器也稱(chēng)為窗口監(jiān)控器。選擇使用哪種類(lèi)型的電壓監(jiān)控方法也會(huì)影響功能安全等級(jí)。
表 5 列出了這些額定值。
| 電壓監(jiān)控類(lèi)型 | 潛在診斷覆蓋率或安全失效分?jǐn)?shù) |
|---|---|
| 過(guò)壓 | 60% |
| 窗口（過(guò)壓和欠壓） | 90% 至 99% |
在設(shè)計(jì)安全電路時(shí)，務(wù)必要考慮診斷覆蓋率的級(jí)別。此外，使用電壓監(jiān)控 IC 可以減少必要電路元件的數(shù)量，從而簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。