電圧スーパーバイザ IC を使用した電圧監視

電圧の監視は、多くの方法があります。さらに、監視対象の電圧もさまざまである可能性があります。産業用アプリケーションでは、過電圧または低電圧の状態として、48V までの高い電圧または 0.8V までの低い電圧を監視する必要が生じることがあります。幸いなことに、システム内で重要な電圧レールの監視に効果的な方法があり、それによっていずれかの機能安全設計のいくつかの要素を実現できます。高精度の電圧監視機能を使用すると、安全状態を実現するために、いつシステムを完全に電源オフするか、いつ MCU をリセットするか、あるいは、システム レベルの他の選択をするべきか、ということを把握できます。安全関連の電圧レールを継続的に監視しなければ、潜在的に危険な状況が発生した場合に、システムは対策を講じることができません。

ディスクリート部品を使用して電圧監視回路を設計する方法もありますが、機能安全を重視したシステムでは、電圧監視機能が 1 つのサブシステム回路に統合されていれば、診断範囲を判定するのがかなり容易になります。したがって、電圧スーパーバイザ IC は、機能安全のために特に有用であり、スレッショルドの精度、静止電流、リセット時間遅延、ラッチ機能、電圧ヒステリシス、出力タイプ、BIST について、さまざまな組み合わせが用意されています。

表 4 に、電圧スーパーバイザのパラメータおよび機能を示します。

電圧スーパーバイザ IC は、電圧を監視します。電圧が低電圧または過電圧状態になると、電圧スーパーバイザは、MCU への通知、電源スイッチの切り替え、またはゲートの駆動を行うことができます。電圧スーパーバイザは、電源に変化があったことを検出し、安全で有効かつ迅速に、電源を切断することができます。低電圧と過電圧の両方を監視するスーパーバイザは、ウィンドウ スーパーバイザとも呼ばれます。実施する電圧監視の種類も、機能安全の等級レベルに影響があります。

表 5 に、これらの等級レベルを示します。

安全回路を設計する場合は、診断範囲のレベルを考慮することが重要です。さらに、電圧スーパーバイザ IC を使用すると、必要な回路部品の数が減り、設計が簡単になります。