NESY067 November 2024
監控電壓的方法有很多。此外,您選擇監控的電壓也會有所不同。在任何工業應用中,您可能需要監控高達 48V 或低至 0.8V 的電壓,以因應過電壓或欠電壓情況。幸好有監控系統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。透過準確的電壓監控,協助您知悉何時應完全關閉系統、重設 MCU ,或是進行其他系統層級選擇以達到安全狀態。若不持續監控安全相關電壓軌,系統將無法在發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控電路的方法,但在著重功能安全的系統中,若將電壓監控功能整合至單一的子系統電路,判斷診斷範圍就會變得更加容易。因此電壓監控器 IC 對功能安全特別有幫助,其中包含閾值準確度、靜態電流、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 | 裝置可監控的最大電壓。 |
| 靜態電流 | 閒置時設備消耗的電流量。 |
| 重設延遲時間 | 裝置在不再發生故障時解除故障狀態所需的時間量。 |
| 電壓磁滯 | 閾值與解除有效閾值之間的差異。如果監控的電壓振盪,此參數有助於防止誤報。 |
| 輸出拓撲 | 電壓監控器的輸出接腳 (開汲極或推拉式),採用低電位作動或高電位作動格式。 |
| 閂鎖 | 發生故障後,代表故障的接腳會維持宣告狀態,直到監控器 IC 收到清除邏輯的訊號為止。 |
| BIST | 執行內部裝置診斷以檢查內部故障。 |
電壓監控器 IC 會監控電壓;一旦電壓進入欠電壓或過電壓狀態,電壓監控器便可通知 MCU,切換電源開關或驅動閘極。電壓監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。同時監控欠電壓和過電壓的監控器也稱為窗型監控器。您執行的電壓監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,使用電壓監控器 IC 可減少必要電路元件的數量,進而簡化設計。