وبلاگ شرکت در مورد مشرف تامین و آی‌سی بازنشانی: آی‌سی بازنشانی و ناظر، ناظر ولتاژ تغذیه

کنترل کننده و تنظیم مجدد IC: تنظیم مجدد و نظارت بر IC، نظارت بر ولتاژ تامین

شرکت الکترونیک Shenzhen Mingjiada Co., Ltd.یک توزیع کننده تخصصی قطعات الکترونیکی است که خدمات تامین با کیفیت بالا را با کانال های خرید گسترده و تخصص عمیق در زمینه خرید ارائه می دهد.

مزاياي عرضه:

برندها و گواهینامه ها: به عنوان توزیع کننده شناخته شده جهانی قطعات الکترونیکی، ما با سیستم مدیریت کیفیت ISO 9001: 2014 و ISO 14001:استانداردهای سیستم مدیریت محیط زیست 2014.

طیف محصولات و موجودی: با بیش از 2 میلیون SKU در موجودی، نمونه محصولات ما شامل میکروکنترلرها (MCU) ، آرایه های دروازه قابل برنامه ریزی در زمینه (FPGA) ، تراشه های هوش مصنوعی، سنسورها و IC های مدیریت برق،ما را قادر به پاسخگویی به نیازهای مختلف خرید واحد.

کیفیت و کانال ها: ما تضمین می کنیم که فقط محصولات واقعی را عرضه می کنیم. ما با بیش از 500 تولید کننده نیمه هادی مشهور در جهان یا کانال های مجاز آنها همکاری کرده ایم.ایجاد یک سیستم زنجیره تامین قوی و قابل اعتماد، و انجام بازرسی های کیفیت دقیق قبل از ذخیره سازی.

تحویل و خدمات: با استفاده از موجودی گسترده و شبکه زنجیره تامین جهانی ما، 90 درصد سفارشات می توانند در عرض یک تا سه روز ارسال شوند. درخواست های فوری در عرض 24 ساعت پاسخ داده می شوند،و ما همچنین یک سرویس تحویل سریع جهانی را با تحویل 72 ساعته ارائه می دهیم.

تیم متخصص: تیم متخصص با تجربه ما نه تنها در فروش محصولات کمک می کند بلکه بهینه سازی بیل مواد (BOM) ، پشتیبانی از انتخاب قطعات و عرضه نمونه دسته کوچک را نیز فراهم می کند.کمک به مشتریان برای کاهش هزینه های کلی خرید.

I. خلاصه کلی از دستگاه های اصلی

آی سی های نظارت بر برق و تنظیم مجدد TI یک تراشه مدیریت برق تخصصی است که شامل سه دسته اصلی است: آی سی های تنظیم مجدد خالص، آی سی های تنظیم مجدد نگهبان و مانیتورهای ولتاژ منبع برق.این سه نوع دستگاه به تدریج قابلیت های پیشرفته تر و مکمل تری را ارائه می دهند.نقش اصلی آن ها نظارت مداوم بر ولتاژ منبع برق سیستم و وضعیت اجرای برنامه است و در صورت بروز ناهنجاری در منبع برق، سیگنال های تنظیم مجدد دقیق را تولید می کنند.تعلیق برنامه ها یا نامنظم بودن زمان بندی، به این ترتیب سیستم را به حالت پایدار اولیه خود بازگرداند و خطرات عملیاتی ناشی از شرایط غیرطبیعی را کاهش دهد.

در مقایسه با عملکردهای اصلی تنظیم مجدد و نگهبانی که در MCU ها ساخته شده اند، IC های نظارت اختصاصی TI ٪ دقیق تر، مصرف انرژی پایین تر،ایمنی بیشتر در برابر تداخل و عملکرد جامع ترآنها امکان نظارت مستقل سخت افزاری را فراهم می کنند، که تحت تاثیر ناهنجاری های برنامه نرم افزاری قرار نمی گیرند، در حالی که از ویژگی های پیشرفته مانند نظارت بر ریل چند ولتاژ، تاخیر قابل برنامه ریزی،قفل کردن خطای و تست داخلی خود، در نتیجه نیازهای ایمنی عملکردی در سطوح مختلف در بخش هایی از جمله الکترونیک مصرفی، کاربردهای صنعتی، خودرو و پزشکی را برآورده می کند.

II. تنظیم مجدد و نظارت بر IC ها

2.1 توابع اصلی IC های بازنشستگی خالص

IC های reset خالص دستگاه های نظارت بر برق پایه ای هستند که عملکرد اصلی آنها انجام reset on power، reset off power و reset undervoltage است. این عملیات به طور کامل توسط سخت افزار انجام می شود،بدون نیاز به مداخله نرم افزاردستگاه شامل یک منبع و مقایسه ولتاژ با دقت بالا است.امکان مقایسه در زمان واقعی ولتاژ تغذیه با آستانه های پیش تعیین شده برای شناسایی دقیق شرایط غیرطبیعی تغذیه.

در طول فاز قدرت، تراشه یک سیگنال تنظیم مجدد با تاخیر ثابت را تولید می کند؛ تنها زمانی که ولتاژ تغذیه پایدار شده و راه اندازی سخت افزار تکمیل شده است، حالت تنظیم مجدد را آزاد می کند،بنابراین جلوگیری از ناهنجاری های راه اندازی سیستم ناشی از بی ثباتی ولتاژ در طول مرحله افزایش قدرتدر طول کار، اگر ولتاژ تغذیه به زیر آستانه زیر ولتاژ سقوط کند،تراشه بلافاصله یک تنظیم مجدد را به منظور جلوگیری از MCU از انجام محاسبات اشتباه یا ایجاد فساد داده های ثبت در شرایط ولتاژ پایین ناپایدار آغاز می کند.علاوه بر این، تراشه دارای هیستریز ولتاژ داخلی است که به طور موثر از تنظیم مجدد غلط مکرر ناشی از نوسانات ولتاژ جزئی جلوگیری می کند و در نتیجه ثبات سیستم را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.

مدل های کلاسیک IC reset خالص TI شامل سری TLV810E و TPS31xx است. TLV810E یک IC reset با ولتاژ پایین و طراحی خروجی فشار کششی است.قادر به تشخیص دقیق تغییرات در آستانه ولتاژ و مناسب برای طیف گسترده ای از سیستم های تامین برق ولتاژ پایین؛ سری TPS31xx مصرف انرژی بسیار کم در سطح نانومپیر را ارائه می دهد، که آن را برای دستگاه های کم مصرف باتری مناسب می کند.

2.2 اصول اصلی و مزایای IC های تنظیم مجدد نگهبان

IC های Watchdog دستگاه های پیشرفته ای هستند که با اضافه کردن قابلیت های نظارت بر اجرای برنامه، بر روی عملکرد اصلی تنظیم مجدد برنامه می پردازند و در نتیجه محدودیت تنظیم مجدد سخت افزاری خالص را برطرف می کنند.که نمیتونه ناهنجاری های نرم افزاری رو تشخیص بده. منطق اصلی کار آنها این است که: تغذیه دوره ای، در زمان توقف: در طول کار عادی،MCU به طور دوره ای یک سیگنال پالس (غذایی) را به تراشه نگهبان می فرستد تا نشان دهد که برنامه به طور عادی اجرا می شود.اگر برنامه از کنترل خارج شود، منجمد شود یا به یک حلقه بی نهایت وارد شود، که باعث قطع سیگنال “feed the dog” می شود.ساعت نگهبان به طور خودکار یک سیگنال تنظیم مجدد را پس از انقضا تولید می کند، و سیستم را مجبور به راه اندازی مجدد و بهبود خود می کند.

این نوع دستگاه نظارت اضافی در سطح سخت افزاری را فراهم می کند و کاملاً مستقل از سیستم نرم افزاری MCU است.حتی اگر هسته MCU یخ بزند یا دستگاه های محیطی از کار افتند، به طور عادی کار می کند.برخی از IC های نظارت TI پیشرفته از نظارت دو کانال پشتیبانی می کنند.همزمان نظارت بر ولتاژ تغذیه و وضعیت اجرای برنامه برای ارائه حفاظت دوگانه سخت افزار و نرم افزار.

2.3 ویژگی های معمولی محصولات IC نگهبان TI

سری TI TPS382x شامل تراشه های اصلی یکپارچه تنظیم مجدد نگهبان است که نیازی به اجزای پیکربندی خارجی ندارند. آنها یکپارچه سازی بالا و سهولت استفاده را ارائه می دهند.و در درجه اول برای DSP ها و سیستم های جاسازی شده مبتنی بر پردازنده های پیشرفته مناسب هستند. این سری ارائه می دهد انواع زمان بندی watchdog قابل انتخاب، از جمله نسخه های تاخیر ثابت مانند 200 ms و 1.6 s، برای مناسب شدن با چرخه های اجرای برنامه های مختلف؛تراشه به طور خودکار ولتاژ تغذیه را کنترل می کند و، اگر ولتاژ پایین تر از آستانه قرار گیرد، در حالت قفل مجدد باقی می ماند تا زمانی که ولتاژ پایدار شود و دوره زمان بندی به پایان برسد، بنابراین تضمین قابل اعتماد سیستم راه اندازی می شود.

علاوه بر این، مدل هایی مانند TPS3851 و TPS3306 از زمان های تاخیر قابل برنامه ریزی و نظارت چند ریل پشتیبانی می کنند. به ویژه TPS3306 به طور خاص برای سیستم های دو پردازنده طراحی شده است.این یکپارچه عملکرد نظارت بر شکست برق را دارد و می تواند همزمان چندین ریل قدرت را نظارت کند، که آن را برای سیستم های پیچیده مانند تجهیزات کنترل و ارتباطات صنعتی مناسب می کند.

III. نظارت بر ولتاژ تغذیه

3.1 موقعیت مرکزی و ویژگی های عملکردی

نظارت بر ولتاژ تغذیه دستگاه های تخصصی با دقت بالا در سیستم نظارت بر برق TI هستند. در مقایسه با IC های تنظیم مجدد استاندارد، آنها طیف وسیعی از نظارت را ارائه می دهند.دقت بالاتری و قابلیت های جامع ترآنها نه تنها از نظارت معمولی بر ولتاژ پایین پشتیبانی می کنند، بلکه نظارت جامع بر ولتاژ بالا، ولتاژ پایین، خرابی های منبع برق و ناهنجاری های ولتاژ ریل را نیز امکان پذیر می کنند.آنها با طیف گسترده ای از ریل های قدرت از 12 ولت تا 1 ولت سازگار هستند.،500 ولت، که تمام سناریوها را از الکترونیک مصرفی ولتاژ پایین تا تجهیزات صنعتی ولتاژ بالا پوشش می دهد.

مزایای اصلی این تراشه ها در تشخیص دقیق خطا و زمان پاسخ سریع آنها قرار دارد. آنها همچنین ویژگی های ایمنی عملکردی متعددی از جمله قفل خطا،خود آزمایشی داخلی (BIST)، آستانه های قابل برنامه ریزی و نظارت همزمان بر ریل های ولتاژ متعدد. این امکان را به آنها می دهد تا ناهنجاری های گذرا در منبع تغذیه را با دقت تشخیص دهند.جلوگیری از خرابی سیستم ناشی از نوسانات ولتاژ گذرا، و الزامات صدور گواهینامه ایمنی عملکردی بخش های صنعتی، خودرو و پزشکی را برآورده می کنند.

3.2 مکانیسم اصلی عملیاتی

از یک ولتاژ مرجع با دقت بالا و یک مقایسه کننده با سرعت بالا برای نمونه گیری ولتاژ هر ریل قدرت در زمان واقعی استفاده می شود.مقایسه ولتاژ های نمونه گیری شده با آستانه های پیش تعیین شده ولتاژ بالا و ولتاژ پایینوقتی ولتاژ از محدوده کار عادی فراتر رود، تراشه بلافاصله یک سیگنال خرابی یا یک سیگنال تنظیم مجدد را فعال می کند،در حالی که همچنین قفل وضعیت خطا برای تسهیل عیب یابی تجهیزات و ردیابی خطابرخی از مدل های پیشرفته یک ماژول ADC را ادغام می کنند که نمونه گیری دیجیتال ولتاژ منبع تغذیه را امکان پذیر می کند و از نظارت در زمان واقعی وضعیت منبع تغذیه توسط یک کامپیوتر میزبان پشتیبانی می کند.

علاوه بر این، دستگاه ها از پیکربندی های انعطاف پذیر گسترش پشتیبانی می کنند، که اجازه می دهد تاخیر تنظیم مجدد و زمان پاسخ را از طریق خازن های خارجی تنظیم کنند.امکان نظارت بر چندین ریل قدرت و مناسب کردن آنها برای سیستم های پیچیده جاسازی شده با معماری های چند منبع برقآنها همچنین دارای مصرف انرژی بسیار پایین هستند، با برخی از مدل ها که در کمتر از 1 μA کار می کنند، که بر معیارهای مصرف انرژی کلی دستگاه تأثیر نمی گذارد.

3.3 مزیت های متمایز بر اساس سناریوی کاربرد

IC های تنظیم مجدد استاندارد و نظارت در درجه اول بر روی نظارت بر منبع برق ولتاژ پایین یک ریل و بهبود سیستم متمرکز هستند.که آنها را برای الکترونیک مصرفی معمولی و دستگاه های کوچک جاسازی شده مناسب می کنددر حالی که مانیتورهای ولتاژ منبع برق TI® بر دقت بالا، طیف گسترده ای از ولتاژ، نظارت چند ریل و قابلیت اطمینان بالا تاکید دارند.آنها به طور خاص به چالش های نظارت بر منبع برق روبرو با تجهیزات صنعتی می پردازند.، دستگاه های خودرو و ابزارها و مترهای پیشرفته، که در شرایط عملیاتی پیچیده مانند تداخل الکترومغناطیسی مقاومت می کنند،انتقال ولتاژ و افزایش قدرت در محیط های صنعتی برای اطمینان از عملکرد پایدار سیستم در دراز مدت.

IV. مقایسه عملکردهای دستگاه اصلی

برای اینکه به وضوح کاربردهای مناسب و تفاوت های عملکردی بین این سه نوع دستگاه را تشخیص دهیم، در زیر مقایسه ی ویژگی های اصلی آنها ارائه شده است:

- IC های بازنشستگی خالص: عملکردهای اصلی شامل روشن کردن، خاموش کردن و بازنشستگی ولتاژ پایین است؛ آنها فاقد قابلیت های نظارت بر برنامه هستند و فقط از طریق سخت افزار کار می کنند. آنها دارای ساختار ساده هستند.هزینه پایین و اندازه فشرده، و برای سیستم های واحد ولتاژ پایین و سیستم های جاسازی شده ساده مناسب هستند. مدل های نماینده شامل TLV810E و TPS3106 هستند.

- IC های تنظیم مجدد Watchdog: این IC ها دو عملکرد از تنظیم مجدد و نظارت بر برنامه را ادغام می کنند، که امکان تنظیم مجدد در صورت ناهنجاری در تأمین برق و بهبود خود از برنامه های بسته را فراهم می کند.آنها از نظارت مستقل سخت افزار و مصونیت قوی از تداخل برخوردارندمدل های نماینده شامل TPS3828 و TPS3851 هستند.

- مانیتورهای ولتاژ منبع برق: این ها نظارت جامع بر منبع برق را فراهم می کنند، پشتیبانی از ولتاژ بیش از حد، ولتاژ پایین و تشخیص خطای منبع برق، نظارت چند ریل،عملکرد قفل کردن خطای و آزمایش خودبا دقت بالا و طیف گسترده ای از ولتاژ، آنها برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا مانند بخش های صنعتی، خودرو و پزشکی مناسب هستند.مدل های نماینده شامل TPS3306 و سری ولتاژ بالا از IC های نظارت بر منبع برق است.

V. سناریوهای کاربردی معمولی

5.1 وسایل الکترونیکی مصرف کننده و دستگاه های IoT

محصولات کم مصرف مانند لوازم خانگی هوشمندترمینال های سنسور و دستگاه های بلوتوث اغلب از سری TPS31xx از IC های تنظیم مجدد با قدرت بسیار پایین و IC های نگهبان ساده برای دستیابی به تنظیم مجدد قدرت پایدار و محافظت از ولتاژ پایین استفاده می کنند.در عین حال، ویژگی های انرژی بسیار کم آنها عمر باتری را افزایش می دهد و از مشکلات دستگاه غیرفعال یا خرابی ناشی از منجمد شدن برنامه های گاه به گاه جلوگیری می کند.

5.2 تجهیزات کنترل صنعتی

دستگاه هایی مانند PLC ها، دروازه های صنعتی و کنترل کننده های حرکتی در شرایط پیچیده ای کار می کنند که با تداخل الکترومغناطیسی قوی و نوسانات قابل توجهی در منبع تغذیه مشخص می شوند.آنها معمولاً یک راه حل ترکیبی را شامل مانیتورهای ولتاژ چند کانال تغذیه TI و IC های نگهبان استفاده می کنندمانیتورهای ولتاژ چند کانال کنترل ریل های قدرت صنعتی مانند 12 و 24 ولت را انجام می دهند، در حالی که IC نگهبان خود را از ناهنجاری های برنامه تضمین می کند؛عملکرد قفل خطا در رفع مشکل کمک می کند، که الزامات کار بدون وقفه تجهیزات صنعتی را در طول روز و شب برآورده می کند.

5.3 تجهیزات خودرو و انرژی جدید

تجهیزات مانند واحدهای کنترل مرکزی داخل خودرو، سیستم های مدیریت باتری (BMS) و سنسورهای داخل خودرو، خواسته های بسیار بالایی از ایمنی و قابلیت اطمینان را اعمال می کنند.مانیتورهای منبع برق ولتاژ بالا TI با ریل های ولتاژ بالا در خودرو سازگار هستند، ارائه پاسخ سریع به خطا و ایمنی بالا در برابر تداخل، در حالی که مطابق با استانداردهای ایمنی عملکردی خودرو است.این به طور موثر از خرابی تجهیزات داخل خودرو ناشی از ناهنجاری های منبع برق جلوگیری می کند.

5.4 ابزار پزشکی و دقیق

تجهیزات پزشکی و ابزارهای آزمایش دقیق الزامات سختگیرانه ای را برای ثبات منبع برق و قابلیت اطمینان داده ها وضع می کنند.استفاده از مانیتورهای ولتاژ منبع برق با دقت بالا نوسانات گذرا در منبع برق را با دقت فیلتر می کنداز بین بردن انحراف داده های اندازه گیری و خرابی تجهیزات ناشی از ناهنجاری های ولتاژدر نتیجه اطمینان از دقت اندازه گیری ابزارها و ایمنی عملیاتی تجهیزات پزشکی.

VI. ملاحظات کلیدی برای انتخاب

- تطبیق محدوده ولتاژ: یک تراشه را با محدوده ولتاژ زیر و فوق مناسب بر اساس ولتاژ تغذیه سیستم (3.3V، 5V، 12V، و غیره) انتخاب کنید.) برای اطمینان از اینکه ولتاژ های غیرطبیعی محافظت را به طور دقیق فعال می کنند.

- شناسایی الزامات عملکردی: انتخاب یک IC reset خالص اگر تنها نیاز به reset قدرت در; یک watchdog IC ضروری است اگر برنامه خود بهبود مورد نیاز است.یک مانیتور ولتاژ تغذیه باید برای سناریوهای شامل چندین ریل قدرت انتخاب شود.، ولتاژ بالا، یا قابلیت اطمینان بالا.

- سازگاری پارامترهای تاخیر:انتخاب تاخیر تنظیم مجدد و مدت زمان نگهبان بر اساس زمان شروع سیستم برای جلوگیری از ناهنجاری های راه اندازی ناشی از تاخیر ناکافی یا تاخیر بیش از حد طولانیکه می تواند سرعت بازیابی خطا را تحت تاثیر قرار دهد.

- مصرف برق و بسته بندی: برای دستگاه های باتری، مدل های با قدرت بسیار کم در محدوده نانومپر را اولویت بندی کنید؛ برای دستگاه های کوچک، پیک های کوچک مانند SOT-23 یا DFN را انتخاب کنید.

- درجه بندی محیط زیست و ایمنی: برای کاربردهای صنعتی و خودرو، مدل هایی را با طیف گسترده ای از دما، ایمنی بالا در برابر تداخل،و انطباق با گواهینامه های ایمنی عملکردی.

VII. خلاصه

IC های تنظیم مجدد TI ، IC های نگهبان و مانیتورهای ولتاژ منبع برق یک سیستم نظارت بر قدرت سخت افزاری جامع و سیستم خود درمانی را تشکیل می دهند.از ثبات پایه برق و محافظت از ولتاژ پاییناز طریق تنظیم مجدد خودکار در صورت ناهنجاری برنامه و نظارت دقیق بر منابع برق ولتاژ بالا چند ریلاین سیستم به طور جامع به نقاط درد اصلی در سیستم های جاسازی شده مانند عدم ثبات قدرت می پردازد.با توجه به مزایای اصلی آنها از دقت بالا، مصرف انرژی کم، قابلیت اطمینان بالا، ادغام بالا و کاربرد گسترده،این سری تراشه ها تبدیل به راه حل نظارت بر قدرت مورد علاقه برای سیستم های الکترونیکی با قابلیت اطمینان بالا در سراسر جهان شده است، که به عنوان یک جزء اساسی برای اطمینان از عملکرد پایدار دراز مدت تجهیزات عمل می کند.