新型監(jiān)控電路方案-復(fù)雜系統(tǒng)的電壓監(jiān)測

摘要：單路5V電源已無法滿足復(fù)雜系統(tǒng)的供電需求?，F(xiàn)代系統(tǒng)需要幾路不同的電源支持新一代微處理器、DSP、FPGA供電。為提高系統(tǒng)的可靠性，需要對這些電源電壓進(jìn)行監(jiān)測。本文討論了新型監(jiān)控電路方案，用于監(jiān)測多路電路電壓，以滿足當(dāng)前復(fù)雜的供電順序要求。

引言

MAX803/MAX809/MAX810微處理器(µP)監(jiān)控電路是Maxim最經(jīng)典的一項(xiàng)創(chuàng)新—盡管我們不是監(jiān)控電路的發(fā)明者，但我們是最先將監(jiān)控電路集成到3引腳封裝內(nèi)的公司。該系列IC能夠很好地監(jiān)測單路供電電壓，但以無法滿足現(xiàn)代系統(tǒng)監(jiān)測多路電源電壓的需求。用戶常常使用幾片3引腳封裝的監(jiān)控電路，分別監(jiān)測每一路電源的電壓。而Maxim已經(jīng)推出用于監(jiān)控多路電源的單芯片設(shè)計(jì)方案，并且支持供電順序控制及其它功能，包括：看門狗定時(shí)器、比較器等。

監(jiān)測2路電源

許多數(shù)字信號處理器(DSP)和基于微處理器的系統(tǒng)只需要兩路電源，分別用于I/O和處理器核的供電。Maxim提供2路電源監(jiān)測方案，并具有其它功能。例如：MAX6732A在監(jiān)測I/O電壓和核電壓的同時(shí)，還可提供看門狗功能，所有器件采用6引腳SOT23封裝。圖1給出了該器件的典型電路，低電平有效的看門狗輸出(/WDO)連接到µP的非屏蔽終中斷輸入(NMI)。

圖1. 監(jiān)測微處理器核和I/O電壓

監(jiān)測3路或多路電源

對于更復(fù)雜的系統(tǒng)，F(xiàn)PGA可能需要3.3V I/O 電源、2.5V輔助電路/鎖相環(huán)(PLL)電源、用于DDR2存儲器的1.8V I/O電源、1.2V核電源等。您可以選擇單一IC (而不是選擇四片器件分別監(jiān)測每路電源)監(jiān)測所有電源的電壓，從而節(jié)省系統(tǒng)成本和空間。圖2所示電路利用6引腳SOT23封裝的MAX6710E監(jiān)測四路電源。

圖2. 監(jiān)測典型的FPGA系統(tǒng)

有些系統(tǒng)除了基本的電壓監(jiān)測功能外，還會用到供電順序控制。圖3給出了一種非常簡便的方案，MAX16029對每路電源的電壓進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)3.3V電源的電壓超出欠壓門限時(shí)，對應(yīng)的比較器在經(jīng)過CDLY1引腳外接電容設(shè)定的延時(shí)后輸出高電平，比較器輸出連接到2.5V電源的使能端。利用這種方式處理電源的上電順序控制，直到所有電源正常開啟。經(jīng)過最后一個(gè)電容設(shè)置的延遲時(shí)間后，復(fù)位輸出跳變到高電平，完成系統(tǒng)的上電過程。圖4給出了供電順序。

圖3. MAX16029對四路電源進(jìn)行監(jiān)測和排序控制

圖4. 上電排序波形

系統(tǒng)需要更多的供電電源時(shí)，可參考圖5所示電路，圖中給出了MAX16005構(gòu)成的六路電源監(jiān)測器。IC內(nèi)部集成了看門狗定時(shí)器，有助于提高系統(tǒng)可靠性。發(fā)生超時(shí)故障時(shí)，除了觸發(fā)/RESET低電平輸出外，也會觸發(fā)/WDO輸出。

裕量調(diào)節(jié)輸入允許電源電壓低于欠壓門限而不會產(chǎn)生復(fù)位，該輸入可以在生產(chǎn)測試時(shí)拉至低電平。

圖5. MAX16005A監(jiān)測六路電源電壓，帶有看門狗定時(shí)器

MAX16005的簡化版本MAX16055提供相同數(shù)量的電壓監(jiān)測功能，但不具備裕量調(diào)節(jié)輸入、可調(diào)超時(shí)功能和看門狗定時(shí)器(圖6)。

圖6. MAX16055監(jiān)測六路電源電壓(不帶看門狗定時(shí)器)