Что такое супервизор в блоке питания: Микросхемы супервизоров питания компании ON Semiconductor

Содержание

Что такое блок питания компьютера, устройство, виды, схемы, принцип работы, компоненты — Железо на DTF

Анимированная версия статьи (видео)

6879 просмотров

Компьютерный блок питания (БП) это устройство, которое преобразовывает сетевое переменное напряжение в несколько постоянных напряжений, номиналом 12, 5 и 3.3 Вольта, которые и потребляют различные компоненты компьютера.

Напряжения на входе и выходе блока питания

Есть два типа блоков питания: Импульсные (инверторные) и трансформаторные (линейные).

Плюсы и минусы Импульсных и Линейных БП

Отличаются они способом преобразования электричества, размером и КПД.

Схема линейного БП

Трансформаторный блок состоит из понижающего трансформатора и выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный. После него устанавливается фильтр (конденсатор), сглаживающий пульсации и ряд элементов обеспечивающие стабилизацию выходных напряжений и ряд защит.

Схема импульсного БП

Импульсный блок питания имеет более сложную схемотехнику, но при этом имеет меньшие габариты и большой КПД, поэтому в современных системах используют именно его.

Блок питания без крышки

Чтобы понять как в нём происходит преобразование, нужно начать с самого начала, с разъёма через который поступает высокое, переменное напряжение

Разъем серии IEC 320. (Распиновка)

Два верхних контакта, это фаза и ноль, средний контакт это заземление.
(Разъемы серии IEC 320 (вилка (папа) – в маркировке обозначается IEC C14; или розетка (мама) – обозначается IEC C13)

Если посмотреть на разъём с обратной стороны, то видно что к среднему контакту припаян проводник с металлическим лепестком на конце, который механически соединён с ближайшим винтом.

Заземляющий проводник, назначение

Так выполняется подключение корпуса к контуру заземления.

Навесные элементы на разъёме, это первый блок входного помехопадавляющего фильтра. (ПП-фильтр, ЭМП-фильтр).

Входной фильтр, навесные элементы

Фильтр состоит из двух блоков, первый ставят как можно ближе к разъёму, к источнику помех, так фильтр будет эффективней. Обычно он состоит из нескольких конденсаторов, припаянных к контактам разъёма, для защиты от кондуктивных помех.

Второй блок находится рядом на плате и выполняет более сложную фильтрацию. В минимальном варианте представляет собой дроссель и несколько конденсаторов, включенных параллельно входу и нагрузке.

Схема помехопадавлющего фильтра.

Они так же подавляют кондуктивные помехи, которые возникают в результате работы самого блока питания и приходящие из сети. В этих цепях используются специальные помехопадавляющие конденсаторы, которые разделяются на классы X и Y.

(Конденсаторы (X и Y), во входных фильтрах, выполняют из специальных негорючих материалов, так как они могут греться до очень высоких температур и могут стать причиной пожара)

Большой плёночный конденсатор подавляет дифференциальные помехи, то есть те помехи которые возникают между двумя проводниками цепи.

Конденсаторы (X и Y)

Синфазные помехи которые протекают через паразитные емкости между силовыми шинами питания и землёй, подавляются небольшими керамическими конденсаторами, они соединяют линии питания в общей точке с землей.

Входной фильтр, схема

Синфазный дроссель также создаёт сопротивление для этих помех.

Дроссель, устройство

Синфазный дроссель состоит из двух одинаковых катушек, изолированных друг от друга и намотанных на одном сердечнике. Помехи на проводниках, подключённых ко входу дросселя, встречают высокое индуктивное сопротивление обеих катушек и подавляются.

Многозвеньевый фильтр

В более сложном варианте фильтра, схемы дублируются и добавляются новые, например высокочастотные и низкочастотные фильтры.
(Для корректной работы фильтра необходимо рабочее заземление)

Это важно, так как без входного фильтра, нарушалась бы работа самого блока питания и другой техники, так как импульсный БП является мощным источником импульсных помех.

Фильтр, как и весь блок питания, на входе защищают предохранителем.

Плавкая вставка (предохранитель)

Он нужен для защиты цепи от короткого замыкания. Его номинал должен зависеть от потребляемой мощности, но в большинство БП ставят 3 или 5-амперные предохранители.

(400 Вт – 2,5 А, 600 Вт-4, 800 Вт – 5 А)

Рядом с предохранителем ставят термистор. Он защищает элементы цепи от бросков тока.

Термистор в БП

При включении импульсного блока питания, происходит резкий скачок тока превышающий рабочие параметры во много раз, для борьбы с броском тока, ставится NTC-термистор, его сопротивление при комнатной температуре велико и импульс при включении гасится об него. В процессе дальнейшего воздействия тока терморезистор нагревается и выходит в рабочий режим, в котором у него низкое сопротивление и дальше на работу цепи он не влияет.

После предохранителя ставят варистор, его устанавливают параллельно нагрузке для защиты цепи от высоковольтных импульсов.

При нормальном сетевом напряжении варистор не влияет на работу схемы.

Варистор в БП, нормальное напряжение

При возникновении высоковольтного импульса, варистор резко уменьшает своё сопротивление и ток протекает через него, рассеивая импульс в виде тепла.

Варистор в БП, Высокое напряжение

При длительном перенапряжении, варистор возросшим через него током выжигает плавкий предохранитель, защищая остальные элементы блока питания от повреждения.

(Варисторы обеспечивают защиту высоковольтной части блока питания от всплесков напряжения, а термисторы — от большого тока при включении)

После этого блока отфильтрованное напряжение поступает на высоковольтный выпрямитель (ВВ).

Диодный мост, схема (Высоковольтный выпрямитель)

Выпрямитель делает из переменного напряжения, постоянное. Состоит он обычно из 4 диодов. Диоды пропускают ток только в одном направлении, при подключении их по мостовой схеме, на выходе получается пульсирующий ток одной полярности.

Такую схему ещё называют «диодный мост». Иногда 4 диода можно встретить в одном корпусе, как одну микросхему.

С выхода диодного моста, пульсирующее напряжение подается на емкостной фильтр.

Ёмкостной фильтр

Его реализуют на плате как один или два высоковольтных конденсатора, включённых параллельно нагрузке.

Напряжение с выхода ёмкостного фильтра

Конденсатор запасает энергию на вершинах импульсов пульсаций и отдаёт её в нагрузку при провалах выходного напряжения моста, поэтому после фильтра получается стабильное постоянное напряжение.

Массивный дроссель с конденсатором перед фильтром, это PFC – корректор коэффициента мощности.

Корректор коэффициента мощности (PFC)

Он снижает резкую нагрузку на проводку и предотвращает её нагрев и повреждение. Дроссель препятствует заряду конденсатора на пике входной синусоиде и позволяет при спаде. Если этим процессом управляет отдельная схема на плате или контроллер, то это увеличивает эффективность блока питания и такая коррекция называется активной. В некоторых схемах для более высокой эффективности используют, несколько дросселей.
(APFC или Active PFC, Active Power Factor Correction converter)

После фильтра получившееся выпрямленное напряжение поступает на высокочастотный преобразователь.

Преобразователь (Инвертор)

Он делает из выпрямленного постоянного напряжения высокочастотные импульсы прямоугольной формы. Делается это обычно двумя мощными транзисторами, которые по очереди открываются и закрываются, их частоту и скважность, задаёт ШИМ-контроллер, путем подачи сигналов на их затворы.

Чем дольше транзистор будет открыт, тем больше он передаст энергии, на первичную обмотку главного трансформатора.

Импульсный трансформатор, устройство

Принцип работы импульсного трансформатора такой же как и у обычного, но работает он на гораздо более высоких частотах, из за чего увеличивается кпд и меньше энергии уходит в тепло, что позволяет заметно уменьшить массу и размер трансформатора, а значит и блока питания в целом.

Трансформатор состоит из нескольких катушек проволоки, намотанных на намагничиваемый сердечник. Высоковольтные импульсы, поступающие в первичную обмотку трансформатора, создают магнитное поле. Сердечник направляет это магнитное поле на другие, вторичные обмотки, создавая в них напряжение, которое зависит от количества витков.

Импульсный трансформатор, напряжения со вторичных обмоток

В разных блоках по-разному реализована элементная база, поэтому пример может отличаться, но в основном, со вторичных обмоток импульсного трансформатора, снимаются 12, 5 и 3,3 вольта.

Трансформированные напряжения с обмоток дальше поступают на выходные выпрямители.

Выходной выпрямитель

В отличии от аналога на входе, здесь ток выпрямляется с помощью силовых диодов Шоотки. В каждом таком корпусе находится по два диода, они имеют высокою рабочую частоту и низкое падение напряжения, поэтому именно их используют в качестве выходных (импульсных) выпрямителей.

После, выпрямленные напряжения с диодов поступают на выходной фильтр где сглаживаются конденсаторами и дросселями.

Выходной фильтр, схема, элементы

Обычно используют Г и П-образные LC-фильтры, так как сглаживаются высокочастотные импульсы, то большая мощность конденсаторов и катушек не нужна. Для напряжений 12В и 5В используют дроссель групповой стабилизации. 3,3 вольтовая линия стабилизируется отдельно, дросселем поменьше. Связанный дроссель, на несколько линий ставят для экономии места и уменьшения скачков напряжения при резком изменении нагрузки.

Вторичная цепь, дополнение

Бывают и другие схемы, например есть блоки питания в которых только одна несущая шина, в таких блоках со вторичной обмотки трансформатора снимается только 12 вольт, а напряжения 5 и 3,3 В получают из 12 В, с помощью DC-DC преобразователей, которые распаиваются на небольшой плате. В таких блоках питания выходные напряжения более стабильны.

Чтобы постоянно поддерживать напряжения на должном уровне, при изменении нагрузки. В импульсных блоках питания есть узел стабилизации, который дополнительно является блоком защиты от перегрузки и короткого замыкания. Выполнен узел в виде микросхемы, которая называется супервизор (supervisor).

Узел стабилизации, ШИМ-контроллер, Супервизор

В современных БП супервизор и ШИМ-контроллер объединены в одну микросхему. Она следит за величиной выходных напряжений. Если напряжение слишком низкое, микросхема увеличивает ширину импульсов (Скважность), пропуская больше мощности через трансформатор и увеличивая напряжение на вторичной обмотке БП. Если хотя бы одно из напряжений выйдет за допустимые пределы, то отключится сигнал Power Good, тем самым материнская плата экстренно остановит систему.

Питается этот узел, от отдельного трансформатора, со своим преобразователем.

Дежурный источник питания +5VSB

Даже когда компьютер «выключен», 5В источник дежурного питания обеспечивает работу: часов реального времени, функции пробуждения, а также подает питание на порты USB.
(Он работает все время, пока БП подключен к сети)

Дежурные 5 вольт поступают на материнскую плату через фиолетовый провод.

Цветовая маркировка проводов блока питания

Сигнал что питание в норме(PW_OK, Power Good), через серый. Через зелёный провод отправляется сигнал включения (PS_ON, Power On). Черный — это общий провод, «земля».

Эти провода вместе с линиями 3,3 оранжевыми проводами, 5 вольтовыми красными и 12 вольтовыми жёлтыми образуют главный 24-контактный разъём для питания материнской платы и устройств, подключённых к ней.

Разъём ATX 24 pin

Раньше на 20 и 14 контакт разъёма выводились отрицательные напряжения −5 В белый провод и −12 В синий провод.

Отрицательные напряжение, разъём ATX 24 pin

Они допускали небольшие токи, в современных материнских платах эти напряжения не используются. Поэтому в новых блоках этих проводов нет, либо они просто декоративные

PS-ON, разъём ATX 24 pin

Замыкание зелёного провода на землю (на чёрный провод), включит блок питания без подключения к материнской плате. Так его можно проверить на работоспособность

Накопители, приводы и прочие маломощные устройства питаются отдельно от разъёмов SATA и MOLEX.

Разъёмы SATA и MOLEX

Центральный процессор и видеокарты получают дополнительное питание от отдельных, разборных разъёмов

Разъёмы дополнительного питания

Основная мощность отдаётся через эти разъёмы по 12 вольтовой линии, поэтому важно чтобы сечение проводов было достаточным чтобы выдержать токовую нагрузку.

Сечение проводов

Обычно используют кабели с сечением — 0.5(20AWG) 0.8(18AWG) и 1.3 кв. мм(16AWG). Более толстые провода обладают меньшим сопротивлением, чем тонкие, поэтому меньше греются при увеличении силы тока, необходимой для нормальной работы видеокарт и процессора под нагрузкой.

Выдаваемая сила тока по всем линиям, указывается на наклейке блока питания. На ней так же указывается общая мощность.

Общая мощность

Обычно производители указывают общую мощность которая отдаётся по всем линиям, но нужно обращать внимание на мощность, которую блок питания может выдать по линии 12В, умножив напряжение на силу тока, ведь линии 5В и 3.3В в современных компьютерах практически не нагружены.

Мощность 12В линии

БП муравей 1800Вт. | Страница 2

Виктор110302

Пляшущий с бубном

17 Апр 2022

Я предполагаю ТС вообще не в курсе что это вообще такое. Электролиты он проверил визуально (на вздутие) как это многие блохеры советуют.
Схема от другого блока питания не пойдет. Разве что просто как пример.В блоках одной фирмы и одной серии например 750вт и 1000вт может уже быть не похожая схемотехника.
Ни че он там не починит сам.Выходные напряжения может сажать сама микросхема супервизора еще.Было такое у меня и не однажды.Когда есть на нее даташит,то все просто (замерил ноги и сравнил) А вот когда нет,то только методом тыка (меняешь если есть на что) и смотришь есть ли результат.
Хочу сделать сам и сделаю это две разные вещи И да, если продают такие же новые по 3к ,то вообще есть ли смысл, так как входной хороший кондер 1 может стоить уже больше 1к

Я предполагаю ТС вообще не в курсе что это вообще такое. Электролиты он проверил визуально (на вздутие) как это многие блохеры советуют.
Схема от другого блока питания не пойдет.Разве что просто как пример.В блоках одной фирмы и одной серии например 750вт и 1000вт может уже быть не похожая схемотехника.
Ни че он там не починит сам.Выходные напряжения может сажать сама микросхема супервизора еще.Было такое у меня и не однажды.Когда есть на нее даташит,то все просто (замерил ноги и сравнил) А вот когда нет,то только методом тыка (меняешь если есть на что) и смотришь есть ли результат.
Хочу сделать сам и сделаю это две разные вещи И да, если продают такие же новые по 3к ,то вообще есть ли смысл, так как входной хороший кондер 1 может стоить уже больше 1к

Я теорию вообще плохо улавливаю, мне нужно прям руками пощупать, попробовать, пусть это будет не быстро но только с опытом что то начинаю понимать. Как и что работает. Но с этим блоком вожусь уже 3 дня))кто то что то посоветует, пойду проверю. Но пока не нашёл не исправностей. Ккм работает, кондеры в норме, супервизор проверил, все норм, шим и выносная плата с контроллером с рабочего блока. Сила проверена, транзисторы, диоды тоже. Обвязку конечно не всю протыкал ещё.

Вот такой блок питания .С разницей в несколько дней все блоки коротнули , предохранители целые у всех . Автомат выбивает даже при выключенной кнопке на блоке питания. Кто сталкивался с таким ? Парни подскажите , что может быть ? У нас до мастерской 75 км .

Цепи контроля
держат ваш микропроцессор под контролем

Понимание значения супервизора µP для обеспечения надлежащей работы системы во время включения, отключения питания и отключения питания (мониторинг пониженного напряжения). Кроме того, предоставляет информацию о перенапряжении и оконном мониторинге. Описывает дополнительные функции, такие как ручной сброс, сторожевой таймер, резервный аккумулятор и стробирование включения чипа. Обсуждается необходимость мониторинга нескольких напряжений.
Схемы управления микропроцессором существуют уже столько лет, что их часто воспринимают как нечто само собой разумеющееся. Это не относится к современным версиям интегральных схем, которые варьируются от простых микросхем сброса с тремя выводами до сложных многофункциональных устройств. Один только Maxim предлагает около 100 артикулов, каждый из которых имеет тысячи вариаций. Понимая эти продукты и их основные функции, разработчики на уровне платы могут справиться с самые простые и самые сложные приложения.
Наиболее фундаментальной функцией супервизора микропроцессора (µP) является функция «включение-сброс» (POR). В противном случае хорошо работающие системы на основе µP могут иметь проблемы при включении питания или при временном падении напряжения питания (отключение). В течение многих лет частичным решением этой проблемы было добавление резистора, конденсатора и диода к линии RESET микропроцессора с активным низким уровнем (рис. 1).
Добавленный RC приводит к тому, что RESET с активным низким уровнем удерживается на низком уровне после того, как напряжение питания начинает подниматься. Если напряжение растет достаточно быстро, значение RESET с активным низким уровнем будет достаточно низким, чтобы удерживать микропроцессор в состоянии сброса, позволяя его схеме успокоиться перед возобновлением нормальной работы. Когда источник питания отключается и падает до нуля, диод также обеспечивает быстрое переключение с высокого уровня на низкий для СБРОСА «активный-низкий».
Этот метод достаточно хорошо работает при включении питания, если напряжение питания быстро увеличивается относительно постоянной времени RC. Работа схемы состоит в том, чтобы защитить микропроцессор от несовершенных включений питания, но для этой цели она зависит от достаточно быстрого подъема напряжения питания. Также ненадежно сбрасывать µP во время понижения напряжения. Чтобы добиться сброса для этого состояния, напряжение питания должно упасть до уровня В _ИЛ минус один падение диода. Однако задолго до того, как оно достигает этого уровня, напряжение питания значительно ниже его минимальной спецификации.
Чтобы справиться с этой ситуацией, поставщики микропроцессоров часто рекомендуют схему, сравнимую с той, что показана на рис. 2. Она вызывает сброс при падении напряжения питания, но точность напряжения ограничена точностью стабилитрона в сочетании с ошибками, связанными с характеристиками транзистора.
Рассмотрим распространенный пример, в котором процессор работает при номинальном напряжении питания 5 В и рассчитан на работу при напряжении до 4,5 В. Схема сброса должна удерживать сброс для всех напряжений ниже 4,5 В, поэтому ее минимальный порог должен составлять 4,5 В. Каким же тогда должен быть верхний предел разброса порогов сброса по температуре и от блока к блоку? Вы можете указать источник питания на 5 В ± 0%, если вы хотите иметь проблемы с разработчиками источника питания, но более вероятный диапазон составляет от 4,75 В до 5,25 В. Поэтому вы должны гарантировать порог между 4,5 В и 4,75 В; т. е. 4,63 В ± 2,7%.
Стабилитрон может регулировать пороговое напряжение, но точность типичного стабилитрона составляет от ± 5% до ± 10%. Для премиальных цен можно указать более жесткий допуск (до ±1%), но только для комнатной температуры и определенного тока. Все стабилитроны демонстрируют значительное изменение напряжения в зависимости от тока, а типичный температурный коэффициент (TC) составляет несколько мВ/°C. Только TC может вызвать изменение на несколько сотен милливольт в диапазоне от 0°C до 70°C. Схемы сброса на основе стабилитрона не могут гарантировать надлежащий сброс при запуске и во время отключения питания. Что еще хуже, даже слаботочные стабилитроны требуют 100 мкА для достижения стабилизации, что является значительной нагрузкой в системах с батарейным питанием.
Мы установили, что допустимое отклонение напряжения цепи сброса не должно превышать ±2,7% в зависимости от температуры. Но без надлежащей задержки окончания импульса сброса схема может выйти из строя при двух условиях: медленно нарастающем напряжении питания, как упоминалось ранее, или напряжении питания, которое демонстрирует шум или немонотонное поведение во время запуска или восстановления после отключения питания. Если контролируемое напряжение питания находится точно на пороге сброса, шум будет иметь тенденцию многократно запускать, отменять и повторно запускать схему, вызывая колебания на входе RESET микропроцессора с активным низким уровнем.
Гистерезис может решить эту проблему, и рынок предлагает несколько семейств детекторов напряжения, которые пытаются решить эту дилемму таким образом. К сожалению, гистерезис сужает допустимый допуск порогового напряжения. У нас было 250 мВ (4,75 В ì 5,0 В) для игры в приведенном выше примере. Если вы добавите 100 мВ гистерезиса, минимальный порог повышения напряжения станет на 100 мВ выше, чем раньше, т. е. 4,6 В, а не 4,5 В. Этот сдвиг необходим для того, чтобы порог падения напряжения (при понижении напряжения) был не ниже 4,5В. Таким образом, чтобы обеспечить оба порога между 4,5 и 4,75 В, верхний должен быть 4,67 В ±1,6%.
Обычные детекторы напряжения этого типа, такие как Ricoh Rx5VL/Rx5VT и Seiko S-807, имеют пороговую точность при 25°C ±2,5% и ±2,4%. Реальные устройства работают при температуре выше 25°C, но для этих продуктов указаны только типовые температурные коэффициенты 100ppm/°C и 120ppm/°C. Эти термопары приводят к пороговым допускам ±2,85% и ±2,82% соответственно в диапазоне от 0° до 70°C.
Семейство Seiko S-808 представляет новейшие прецизионные детали этого типа. Они указывают точность ±2% при 25°C и максимальный температурный коэффициент 350 ppm/°C. В диапазоне от 0°C до 70°C этот максимальный температурный коэффициент соответствует изменению 350e-6 x 70 = 0,0245, или 2,45%. Таким образом, наша точность в наихудшем случае составляет ±3,225%. Если предположить наихудший случай часть не будет демонстрировать максимальный температурный коэффициент по температуре, а скорее (в среднем) около половины максимального, тогда полученное максимальное отклонение (± 2,6125%) как раз достаточно для приведенного выше примера.
Мы еще не рассматривали гистерезис. Приведенный выше анализ показывает, что порог переднего фронта соответствует нашей спецификации. Однако порог заднего фронта будет ниже. Гистерезис для всех этих детекторов обычно составляет 5% и максимум 7% или 8%. Порог переднего фронта в нашем примере находится в требуемом диапазоне (от 4,5 В до 4,75 В), но порог заднего фронта может составлять всего 4,13 В. То есть мы не можем гарантировать обнаружение пониженного напряжения до тех пор, пока напряжение питания не выйдет за пределы спецификации почти на 0,4 В!
Чтобы предотвратить колебательное поведение на пороге обнаружения, не прибегая к чрезмерному гистерезису, мы должны задержать задний фронт импульса сброса. Как и в описанной выше RC-цепочке, импульс сброса должен сохраняться в течение интервала после того, как напряжение питания пересечет порог детектора. Этот интервал называется «время задержки» или «период активного тайм-аута сброса». Однако, в отличие от задержки RC-цепи, эта задержка срабатывает, когда напряжение питания пересекает точно установленный порог в детекторе. Задержка также должна быть перезапускаемой, чтобы предотвратить колебания сигнала сброса микропроцессора. Когда медленно возрастающее напряжение питания вызывает несколько триггерных событий на пороге извещателя, каждое событие должно заново запускать тайм-аут.
Устройства, предлагающие эту базовую функцию, существуют уже давно, а в последние годы стали доступны в крошечном корпусе SOT23 с тремя выводами. Первое устройство SOT23 (MAX809) стало широко копируемым отраслевым стандартом. Универсальный 809 доступен с несколькими настроенными на заводе порогами сброса и обеспечивает гарантированную точность ±2,6% в диапазоне от -40°C до +85°C. 809 также гарантирует минимальный период сброса активного тайм-аута 140 мс. Он обеспечивает все функции, описанные выше, и намного проще, чем подходы с дискретными компонентами. Рисунок 3 иллюстрирует простоту 809.схема.
MAX809 потребляет до 60 мкА. Некоторые недавние клоны этой части, в том числе IMP809 от IMP и ETC809 от ETC, имеют максимальные токи питания в диапазоне от 15 мкА до 20 мкА. Однако новые семейства MAX6326 и MAX6346 обеспечивают ту же функциональность при гораздо меньших токах питания. Они потребляют максимум 1 мкА (обычно 0,5 мкА) для пороговых напряжений ниже 3,2 В и максимум 1,75 мкА (типично 1 мкА) для более высоких пороговых напряжений.
Трехтерминальные супервизоры обеспечивают основную супервизорную функцию, но многие приложения требуют большего количества супервизоров. Часто необходимой базовой функцией является кнопка или ручной сброс. Эта возможность позволяет инициировать сброс с помощью кнопочного переключателя мгновенного действия. Он также может стробировать несколько двоичных сигналов или другой сброс на вход сброса микропроцессора. Этот вход устраняется с помощью той же функции задержки, которая используется в мониторе источника питания. Для расширенного супервизора требуется четвертый контакт, который предоставляется SOT-143 (четырехконтактный SOT-23). Большинство производителей упомянутых выше трехконтактных устройств также выпускают четырехконтактные устройства, включающие эту функцию.
Большинство более ранних устройств SOT доступны с пятью или около того стандартными пороговыми напряжениями. Однако два из четырехтерминальных устройств от Maxim (MAX6314 и MAX6315) представляют собой первые в растущей линейке супервизоров, которые предоставляют широкий диапазон настраиваемых пороговых значений и тайм-аутов сброса. Наиболее распространенные комбинации доступны в качестве стандартных продуктов, но инженер может также указать пороговые напряжения от 2,5 В до 5,0 В с шагом 100 мВ и минимальное время задержки сброса 1 мс, 20 мс, 140 мс или 1,12 с.
Еще одним распространенным требованием для систем на основе микропроцессоров является наличие сторожевого таймера (WDT). WDT обеспечивают защиту от мошеннического программного обеспечения и других аберраций, которые приводят к тому, что выполнение программного обеспечения «убегает в сорняки». WDT — это просто перезапускаемый таймер, выход которого (WDO с активным низким уровнем) меняет состояние по тайм-ауту, сбрасывая µP или генерируя прерывание. Чтобы предотвратить истечение времени ожидания WDT, вы подключаете линию ввода/вывода от µP к входу WDT (WDI). Затем программное обеспечение должно производить переходы в этой строке, которые многократно перезапускают сторожевой таймер до истечения времени ожидания. В противном случае WDO вызывает прерывание или сброс.
Многие µP имеют внутренние сторожевые таймеры, но многие из этих WDT не обеспечивают полной защиты. Часто WDT можно как отключить, так и включить с помощью программного обеспечения. Если программное обеспечение может отключить WDT, то WDT не может полностью защитить систему от программного обеспечения. Чтобы снять эту ответственность, вам нужен внешний аппаратный сторожевой таймер, который нельзя отключить программно.
Многие детали имеют эту функцию, в том числе вездесущий DS1232 от Dallas Semiconductor; это одна из самых дублируемых схем надзора на рынке (рис. 4а). Эта часть обеспечивает ту же функциональность, что и устройства с четырьмя выводами, а также WDT, который можно запрограммировать через его вывод TD на любой из трех различных периодов. Используя контакт TOL, вы также можете установить пороговое значение одного из двух заводских значений напряжения. ‘1232 также имеет дополнительные выходы сброса. Первоначальная версия была доступна только в восьмиконтактном DIP-разъеме и 16-контактном корпусе Wide-SO. Более новые версии доступны в восьмиконтактном SO.
Большинству приложений не нужны возможности программирования 1232 или дополнительные выходы. Устранение этих функций снижает количество контактов до пяти, что позволяет реализовать оставшуюся функциональность в пятиконтактной версии SOT23. Первыми такими компонентами, доступными в пятивыводном SOT23, являются MAX823 и MAX824 (рис. 4b). Как и в случае с ‘1232, их выход WDT внутренне стробирован с выходом монитора мощности, чтобы обеспечить один выход RESET с активным низким уровнем. MAX823 имеет СБРОС с активным низким уровнем и активным низким уровнем, а MAX824 имеет СБРОС с активным высоким уровнем.
Рисунок 4а.
Рисунок 4б.
Как и в случае с трех- и четырехвыводными устройствами, эти первые пятивыводные SOT-устройства породили семейство деталей, которые обеспечивают большее разнообразие и гибкость для разработчика. Устройства от MAX6316 до MAX6322, например, обеспечивают множество комбинаций функций и структур вывода в SOT23-5. Доступные версии этих продуктов предлагают пороги сброса с шагом 100 мВ между 2,5 В и 5,0 В, четыре различных минимальных периода ожидания сброса (1 мс, 20 мс, 140 мс или 1,12 с) и четыре различных минимальных периода ожидания WDT (4,3 мс, 71 мс, 1,12 с). , или 17,9с).
Для работы многих систем требуется несколько напряжений питания. Эти напряжения можно отслеживать с помощью нескольких устройств, но большинство разработчиков предпочитают одно устройство для контроля двух или более напряжений. Например, Dallas DS1834 контролирует питание 5 В и питание 3 В или 3,3 В.
Системы, включающие как аналоговые, так и цифровые схемы, часто требуют одновременного контроля цифрового напряжения питания наряду с положительным и отрицательным аналоговым напряжением питания. Эту работу могут выполнить MAX6304, MAX6307 или MAX6310 (доступны в корпусах SOT), а также четыре внешних резистора. ИС различаются только структурой своих выходов сброса: открытый сток с низким значением истинного, двухтактный с низким значением истинного значения или двухтактный с высоким значением истинного значения. Они контролируют напряжения на V _CC контакт с установленными на заводе пороговыми значениями сброса в диапазоне от 2,5 В до 5,0 В с шагом 100 мВ. Каждое устройство включает внешние компараторы минимального и максимального напряжения, пороги которых устанавливаются внешними делителями напряжения. Входы пониженного и повышенного напряжения для этих двух компараторов могут реализовывать функцию сброса в оконном режиме, которая выдает предупреждение (генерируя сброс), когда определенное напряжение либо слишком высокое, либо слишком низкое.
В качестве альтернативы вы можете использовать вход повышенного напряжения в качестве детектора пониженного напряжения для отрицательного напряжения. Сочетание этой функции с предустановленным и настраиваемым детектором пониженного напряжения позволяет микросхеме контролировать логическое напряжение, такое как 5 В, наряду с положительными и отрицательными аналоговыми напряжениями, такими как ± 12 В (рис. 5). Показанное устройство имеет двухтактный выход сброса с низким истинным значением (базовый номер 6310), номинальный предустановленный порог 4,63 В (суффикс «46») и номинальный тайм-аут сброса 200 мс (суффикс D3). Показанные внешние резисторы генерируют сброс, когда аналоговые напряжения меньше ±10 В.
Чтобы обеспечить непрерывность содержимого SRAM и других критических функций при потере напряжения питания, многие из старых схем контроля могут (одновременно со сбросом) переключать источник питания, применяемый к таким подсистемам, с системного питания на резервную батарею. С появлением флэш-памяти потребность в таком переключении на резервную батарею снижается, но во многих системах она все еще существует. Большинство старых микросхем Supervisor имеют внутренние переключатели для батареи и питания системы, а для больших нагрузок они также могут переключать питание системы, управляя внешним питанием. транзистор.
Сопутствующей функцией переключения на резервную батарею является защита от записи с включением микросхемы или стробирование с включением микросхемы (стробирование с активным низким уровнем CE). Линия Active-low CE от µP или логики декодирования адреса, которая обычно идет в SRAM, вместо этого направляется через контрольную микросхему в SRAM. Этот сигнал обычно проходит через микросхему без изменений. Однако во время сброса управляющая микросхема устанавливает высокий уровень CE Active-low, отключая доступ к памяти и тем самым защищая содержимое SRAM от ошибочных записей со стороны µP, который временно потерял рассудок.
Самые последние супервизорные чипы представляют собой относительно простые устройства, которые находятся в небольших корпусах, таких как SOT, но некоторые из них предлагают дополнительные функции. MAX818, например, обеспечивает базовые функции контроля мощности и сторожевой схемы, а также переключение на резервную батарею и стробирование CE в восьмиконтактном корпусе µMAX (рис. 6). Схема переключения аккумулятор-резервный в этой части также обеспечивает «пломбу свежести аккумулятора», предотвращающую разрядку аккумуляторов, установленных в изделиях, перед отгрузкой.
Печать свежести включена во время производства продукта: с установленной батареей тестовое оборудование заземляет линию Active-low CE OUT, подает V _CC , а затем удаляет V _CC по истечении периода ожидания сброса. . Внутренняя схема резервного питания от батареи поддерживает отключение батареи и нагрузки, даже когда контрольная микросхема отключена. Затем микросхема возвращается к нормальной работе в следующий раз, когда V _CC применяется (без внешнего удержания активного низкого уровня CE OUT).
Еще одна функция, предлагаемая в более сложных устройствах, — это низкочастотный выход. Этот двоичный выход запускается внутренним компаратором, который контролирует напряжение питания с порогом, немного превышающим порог сброса. Контролируя этот контакт через прерывание, микропроцессор получает предварительное предупреждение о любом предстоящем сбросе из-за провала напряжения.
Некоторые устройства имеют внутренний компаратор «сбой питания», один вход которого подключен к внутреннему эталону, а другой вход (и выход) не подключен. Такое расположение позволяет разработчику определять любой желаемый уровень напряжения с помощью внешнего делителя напряжения. Он часто используется для определения необработанного напряжения от батареи или сетевого источника, подаваемого на V 9.0020 CC регулятор. Выход сбоя питания информирует µP, когда входное напряжение приближается к минимуму, допустимому для надлежащего регулирования. Это раннее предупреждение может позволить системе выполнить корректное завершение работы до того, как произойдет сбой питания. Примеры таких сложных многофункциональных схем контроля включают DS1236, MAX793 и MAX807.
Однако требования некоторых сложных, критически важных приложений выходят за рамки возможностей любого отдельного чипа, включая эти многофункциональные супервизоры. Хорошим примером являются высокотехнологичные многоосевые контроллеры движения от Motion Engineering Inc. (Санта-Барбара, Калифорния). В этих системах (семейство XMP) реализована уникальная комплексная схема защиты с использованием комбинации стандартных супервизоров и некоторой минимальной внешней логики (рис. 7). Первые члены этого семейства (версия PCI и версия Compact PCI (CPCI)) обеспечивают мощность DSP 150+ MFLOPS и управление до 16 осей; т. е. 16 двигателей в тесной синхронизации.
Поскольку де-факто стандартным интерфейсом между контроллером и приводом двигателя является сигнал ±10 В, XMP генерирует напряжение питания ±15 В с помощью встроенных преобразователей постоянного тока для питания выходных каскадов. Он использует эти напряжения, а также ±12 В, +5 В и +3,3 В, которые являются стандартными для спецификаций CPCI. Для PCI-версии контроллера движения 3,3 В получаются из 5 В с помощью другого преобразователя постоянного тока. Поскольку аналоговые выходы управляют скоростью двигателя (или крутящим моментом) напрямую, они сбрасываются на ноль во время неисправности. Система контролирует все напряжения питания и отключает аналоговые выходы, если какое-либо напряжение питания выходит за пределы спецификации.
Точно так же аппаратное обеспечение использует сторожевой таймер (WDT) для защиты самого себя, двигателей и нагрузок двигателей от влияния программных проблем. Короткий тайм-аут WDT (4 мс) улавливает ошибочные состояния до того, как будет нанесен ущерб. При загрузке WDT должен удерживать до тех пор, пока главный компьютер и XMP не включатся и не синхронизируются. Затем WDT включается таким образом, что программное обеспечение не может снова отключить его без полного сброса DSP.
Хост-компьютер или внешний сигнал также могут вызвать аппаратный сброс, который вызывает полную перезагрузку, переводя плату в то же состояние, что и после первоначального включения питания. WDT запускает только программные сбросы, которые сбрасывают аналоговые выходы и заставляют FPGA сбрасывать свои вводы-выводы без перезагрузки своих конфигураций. Условие мягкого сброса фиксируется до тех пор, пока хост не решит, что делать. Все остальные источники вызывают полный сброс.
Один MAX6307 контролирует питание ±15 В; другой контролирует источники питания ±12 В. Как описано выше, входы повышенного напряжения служат датчиками пониженного напряжения для отрицательных напряжений питания. Выходы сброса с открытым стоком объединяются проводным ИЛИ и стробируются со сбросом, генерируемым хостом, который записывает определенное значение через интерфейс PCI в регистр CPLD. Результат подается на вход ручного сброса (/MR\) MAX6315, а вход внешнего сброса подается на вход /MR\ другого MAX6315. Один ‘6315 (заводская настройка на 4,63 В) контролирует питание 5 В, а другой (заводская настройка на 2,9 В).3V) контролирует питание 3,3 В. Их выходы с проводным ИЛИ производят аппаратный сброс, который возвращает всю плату в состояние включения.
В качестве сторожевого таймера используется MAX6303 в корпусе µMAX. В этом устройстве используются два внешних конденсатора для установки независимых периодов времени ожидания для функций сторожевого таймера и сброса. Период сторожевого таймера умножается на 1X или 500X в зависимости от состояния цифрового входа WDS. Комбинация внешнего конденсатора WDT и вывода WDS обеспечивает периоды WDT от 100 мкс до нескольких минут. MAX6303 также имеет детектор пониженного напряжения (не используется), который устанавливается с помощью двух внешних резисторов.
Установка высокого уровня на выводе WDS MAX6303 и плавание его входа WDI отключает его WDT. Использование этой функции и двух флагов в схеме DSP в CPLD на XMP отключает WDT MAX6303 после полной перезагрузки. Первый флаг служит СТРОБОМ WDT; второй как WDT /ENABLE\ (низкий истинный). Сигнал STROBE проходит через буфер с тремя состояниями в CPLD, прежде чем подается на WDI. Сигнал ENABLE регистрируется триггером на CPLD, а выход триггера управляет буфером строба с тремя состояниями.
Этот триггер и аналогичная схема CPLD на пути сигнала STROBE гарантируют, что оба сигнала переходят в высокое состояние, тем самым отключая WDT. Как только DSP загружается должным образом, он устанавливает флаг ENABLE в низкий уровень. Это действие сбрасывает триггер WDS в ноль, что позволяет сигналу STROBE распространяться от CPLD на вход WDT. Этот переход включает WDT. Триггер настроен таким образом, что вход WDS не может снова стать высоким без полного сброса DSP. Чтобы избежать мягкого сброса, DSP теперь должен обслуживать WDT каждые 4 мс.
Тайм-аут WDT асинхронно фиксирует свой вывод сброса в CPLD, который, в свою очередь, очищает регистры интерфейса хоста, находящиеся в CPLD. Это действие помечает хост как программный сброс. Сброс с фиксацией выходит из CPLD для мягкого сброса FPGA, а также блокируется аппаратным сбросом (выход MAX6315) для отключения (обнуления) аналоговых выходов. Затвор 74×08 в корпусе SOT, который работает при очень низких напряжениях, гарантирует, что сброс остается действительным при пропадании питания 5 В. Поскольку выходы аналогового управления были отключены, хост теперь может сам решать, что делать. Он может перезагрузить DSP через интерфейс PCI и удалить программный сброс, сняв защелку, когда DSP будет готов. Кроме того, он может перезагрузить всю систему.
Используя три стандартных продукта для контроля, общий шлюз в корпусе SOT23 и минимальные ресурсы CPLD, компания MEI реализовала очень сложную защиту. Схема состоит из пяти корпусов SOT, восьми небольших резисторов, двух небольших конденсаторов и одного восьмивыводного корпуса µMax, вдвое меньшего по размеру, чем корпус SO-8. Общее требуемое пространство на плате примерно такое же, как и для стандартного 16-выводного корпуса SO и восьмивыводного корпуса SO.
Микропроцессорные контролирующие ИС обеспечивают необходимую защиту для большинства современных приложений, от простейшей перезагрузки при включении питания до сложных множественных контрольных функций. Чтобы максимизировать время безотказной работы в системе, разработчик должен понимать возможности, полезность и ограничения этих ИС. Даже если ни одна деталь не включает в себя все функции, необходимые для конкретного приложения, разумное использование небольших составных компонентов может обеспечить рентабельную работу с минимальным использованием пространства.
Начальник объекта подчиняется непосредственно линейному менеджеру по установке POS и отвечает за обеспечение того, чтобы соответствующее оборудование было установлено в соответствии с базовый и рабочий проекты, процедуры установки, система ОК/КК, временной график и прогнозируемая стоимость
В его обязанности входит также необходимость координировать все технические аспекты с менеджером по установке линии POS, командой инженеров и его группой рабочего проектирования, а также с группами закупок, базирующимися во Франции и в Константине.
· обеспечение соответствия установок ТЭС/СМЗ документам, а также соблюдения требований к качеству и сроков
· управление общим недельным и ежедневным графиком
· управление строительной бригадой ТЭС/СМЗ и/или субподрядчиком ТЭС/СМЗ на объекте
· надзор за работами
· обеспечение соответствия работ требованиям строительной документации
· обеспечение соблюдения процедур установки
· сбор, проверка и подписание соответствующих протоколов качества установки TPS / LPS
· сбор и подписание ежедневных отчетов всех команд
· организация команды под его началом
· обеспечение эффективности работы его команды
· обеспечение соблюдения правил безопасности
· устранение несоответствий, связанных с его деятельностью
· сбор и подписание ежедневных отчетов связанных с его деятельностью, и направление их менеджеру по установке линии POS
· Отчетность менеджеру по установке линии POS о ходе работы, которой он занимается.