Супервизор питания что это такое

Супервизоры питания

Кроме того, супервизоры питания могут использоваться как автономное устройство в составе цифровой или микропроцессорной системы в качестве, например, порогового элемента, релейного регулятора и пр.

Компания Rohm выпускает несколько серий супервизоров питания, состав которых иллюстрирует рисунок 1.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое
Рисунок 1. Классификация супервизоров питания компании Rohm

Все супервизоры питания разделяются на два типа: биполярный и КМОП. Следует подчеркнуть, что наименование первого типа означает не двуполярность, а выполнение интегральной схемы на основе биполярной технологии, т.е. на основе биполярных транзисторов. Соответственно, КМОП-тип означает выполнение супервизора по КМОП-технологии и, как следствие, подчеркивает пониженное по сравнению с биполярным типом собственное энергопотребление.

Следующей различающей чертой супервизоров питания является схемотехника выхода: открытый сток/коллектор и двухтактный КМОП-выход (см. рисунок 2). Использование супервизоров питания с открытым стоком/коллектором оправдано в том случае, если управляемая линия организована по принципу монтажного И, лог. 1 в которой формируется за счет внешнего подтягивающего к плюсу питания резистора. Такой резистор, как правило, содержат большинство входов сброса современных микроконтроллеров. Если же управляемая линия является высокоимпедансной, то необходимо использовать супервизор с КМОП-выходом, представляющего собой двухтактный ключ и обеспечивающий формирование как лог. 0, так и лог.1.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такоеСупервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такоеСупервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое
Рисунок 2. Схемотехника выходного каскада супервизоров питания

Супервизоры также отличаются схемами обработки исполнительного сигнала (см. табл.1). Самые простые супервизоры (серия BD47) не содержат никакой обработки и выход компаратора у них управляет непосредственно выходным ключевым транзистором. Их недостатком является неустойчивость поведения на пороге срабатывания. Для устранения этого недостатка в остальных сериях введен триггер Шмита, обладающего гистерезисной характеристикой. В тех случаях, где допускается кратковременное снижение уровня питания, необходима временная задержка исполнительного сигнала, иначе это приведет, например, к нежелательному сбросу микроконтроллера. Компания Rohm выпускает несколько серий супервизоров с функцией задержки исполнительного сигнала. При этом используются два принципа формирования временной задержки. Первый основан на заряде внешнего конденсатора С через внутренний резистор с фиксированным номиналом. Особенностью данного способа является возможность получения желаемой временной задержки путем подбора номинала внешнего конденсатора. В другом случае используется встроенный генератор, который тактирует цифровой счетчик. Выход компаратора в этом случае является сигналом разрешения счета. Данные супервизоры отличаются фиксированными значениями временных задержек (50, 100 и 200 мс) и, как следствие, минимальным числом внешних компонентов.

Таблица 1. Методы обработки исполнительного сигнала

Источник

Микросхемы супервизоров питания компании ON Semiconductor

Супервизоры питания — интегральные микросхемы, которые изменяют состояние своего выходного цифрового сигнала, если уровень напряжения питания оказывается ниже определенной пороговой величины напряжения. Супервизоры предназначены для работы в микропроцессорных системах и формируют сигнал RESET при падении напряжения ниже допустимого уровня. Современная схема микропроцессорного супервизора (диспетчера) является дешевым и эффективным средством для контроля и автоматического поддержания работы операционной системы без сбоев. Эти приборы потребляют малую мощность, имеют низкую цену при широком диапазоне встроенных функций и размещаются в небольших корпусах. Интегрированная структура микросхемы объединяет источник опорного напряжения и компаратор с температурно-компенсированным порогом и гистерезисом. Корректная работа формирователя сброса гарантирована при минимальном уровне входного напряжения 1 В.

Микросхемы супервизоров питания выпускают в настоящее время десятки компаний, среди которых Maxim, ON Semiconductor, NXP, Microchip, ROHM, STMicroelectronics, Analog Devices, Holtek и др.

Первая микросхема супервизора MAX809 в корпусе SOT23 была разработана компанией Maxim и стала стандартом для всех остальных производителей. В настоящее время MAX809 и ее аналоги выпускаются с несколькими пороговыми напряжениями, задаваемыми при производстве. Производитель гарантирует точность ±2,6% при работе в диапазоне температур –40…+85 °C и минимальный период сброса 140 мс.

За время производства микросхемы были существенно оптимизированы ее функциональные качества; уменьшились энергопотребление, размеры корпуса и цена; расширились возможности для специфических приложений и диапазон рабочих температур. Супервизоры питания применяются в секторе промышленной автоматики и в автомобильной электронике, где сбой по питанию может привести к выходу из строя силовых приводов и механическим разрушениям системы.

В настоящее время выпускаются интегральные устройства, в которых функция супервизора питания дополнена входом ручного сброса, сторожевым таймером, индикацией пониженного питания, встроенным ЕЕПРОМ, маломощным LDO и возможно формирование нескольких сигналов при различных сбоях по питанию.

Микросхемы супервизоров питания ON Semiconductor

Компания ON Semiconductor выпускает широкую номенклатуру микросхем супервизоров питания. Многие супервизоры этой фирмы являются полными аналогами приборов Maxim/Dallas. Широкая линейка микросхем супервизоров разработана компанией Catalyst Semiconductor (Санта-Клара, шт. Калифорния), которая с 2008 г. является подразделением ON Semiconductor и занимается разработкой и производством аналоговых продуктов, микросхем энергонезависимой памяти, цифровых программируемых потенциометров (DPP), LDO-стабилизаторов, LED-драйверов. Продукты Catalyst применяются в телекоммуникационном, компьютерном, автомобильном и индустриальном оборудовании.

Супервизоры МАХ809/810

Эта микросхема, разработанная компанией Мaxim в начале 90-х, на долгие годы стала эталоном для подражания для других производителей. ON Semiconductor выпускает эту серию супервизоров c маркировкой Maxim. Следует отметить, что их выпускает также и NXP. Однако ток потребления у них больше, чем у аналогичных ON Semi — 17 мкА. Есть защита от кратковременных провалов по питанию.

Супервизоры (рис. 1) производства компании Maxim потребляют 17–100 мкА в зависимости от температуры и напряжения питания. Они выпускаются в корпусах типовой SOT-23 или SC-70 (SOT-323) меньшего размера.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 1. Структура супервизора и цоколевка корпуса MAX809

Формирователь сигнала сброса (рис. 2) состоит из термокомпенсированного источника опорного напряжения, резистивного делителя входного напряжения, компаратора, схемы таймера для фиксированной задержки и выходного пушпульного драйвера.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 2. Диаграмма сигнала сброса RESET

При изготовлении микросхемы резистивная цепь может быть скорректирована на различные допуски питающего напряжения (5, 10, 15 или 20%), позволяя пользователю выбрать определенный порог сброса для каждого случая работы микропроцессора

Хотя микросхема и имеет пушпульный выход, требуется установка подтягивающего резистора, поскольку при падении напряжения питания ниже порога 1 В выход становится с открытым стоком. Отличие MAX810 — наличие инвертора перед выходным каскадом. Типовое потребление — около 500 нА.

Ряд пороговых напряжений

Для разных типов супервизоров существуют модификации, отличающиеся различным порогом напряжения компаратора, запускающего таймер формирователя сигнала сброса. Каждому пороговому напряжению модификации соответствует суффикс, присутствующий в названии типа микросхемы. Эта система суффиксов является стандартной для всех микросхем супервизоров с модификациями порогов. Каждый тип микросхемы имеет стандартный ряд модификаций. Однако при заказе крупных партий возможна реализация других значений пороговых напряжений. Пороговое напряжение определяется внутренним резистивным делителем.

Для отдельных типов супервизоров могут использоваться только некоторые из указанных в таблице 1 порогов. В названиях вместо суффиксов пороговых напряжений могут использоваться также и числовые значения. Например, цифра 28 — пороговое напряжение 2,8 В.

Таблица 1. Полный ряд суффиксов идентификации порогового напряжения при заказе

Суффикс порогового напряженияНоминальный порог, В
L4625
M4380
J4000
T3075
S2925
R2630
Z2320
Y2190
W1670
V1580

Области применения супервизоров питания:

В таблице 2 представлены параметры микросхем супервизоров питания, выпускаемых ON Semiconductor. Основные отличия базовых схем супервизоров: ток потребления, температурный диапазон, ряд пороговых напряжений для модификаций, а также тип выхода.

Таблица 2. Основные параметры микросхем супервизоров, выпускаемых ON Semiconductor

Микро-
схема
Полярность RESETПотребление, мкАМодифи-
кации по порогам
Дополни-
тельные функции
АналогКорпусТемпера-
турный диапазон, °C
NCP803низкий12,5, 3, 3,3, 5 ВMAX809SOT-23–40…+105
CAT803низкий6L, M, J, T, S, R, ZMAX803SOT-23, SC-70–40…+85
CAT808низкий2,5L, M, J, T, S, R, ZMAX808TSOT-23–40…+85
CAT8801низкий0,25, 3,3, 3, 2,5 и 1,8 ВMAX809SOT-23, SC-70–40…+85
MAX809
MAX810
низкий
высокий
0,5L, M, J, T, S, R, ZSOT-23, SC-70–40…+105 (EUR)
–40…+125 (EXR)
CAT809низкий6L, M, J, T, S, R, ZMAX809SOT-23, SC-70–40…+85
CAT810высокий6L, M, J, T, S, R, ZMAX810SOT-23, SC-70–40…+85
CAT811низкий6L, M, J, T, S, R, ZMRMAX811SOT-143–40…+85
CAT812высокий6L, M, J, T, S, R, ZMRMAX812SOT-143–40…+85
CAT813высокий6V, ZMR, WDMAX813LSO8, MSOP8–40…+85
CAT705низкий6V, ZMR, WDMAX705SO8, MSOP8–40…+85
CAT706низкий6R, S, T, VMR, WDMAX706SO8, MSOP8–40…+85
CAT1161DUAL30 (standby 3 мА (active))2,5, 2,8, 3, 4,2, 4,5 ВWD, Dual, MR, MEMDIP8, SO8–40…+85
CAT1162DUAL30 (standby 3 мА (active))2,5, 2,8, 3, 4,2, 4,5 ВDual, MR, MEMDIP8, SO8–40…+85
CAT1232LPDUAL355 ВDUAL, MR, WDDS1232LPSOIC-8, MSOP-8, PDIP-8, SO-16–40…+85
CAT1832DUAL203,3 ВDUAL,MR, WDDS1832SOIC-8, MSOP-8, PDIP-8, SO-16–40…+85
МС34160
МС33160
низкий100 мА (LDO)5 ВLDO, LineSYNC, PWSO-16, PDIP-160…+70
–40…+85

Примечание. WD — сторожевой таймер; MR — вход ручного сброса; DUAL — два выхода RESET; MEM — встроенная ЕЕПРОМ; LDO — встроенный LDO; Line SYNC — компаратор для синхронизации с фазой сети; PW — сигнал опасной зоны напряжения.

Супервизоры серии CAT803/809/810/811/812

Супервизоры питания этой базовой линейки имеют структуру, аналогичную MAX809. Микросхемы отличаются схемой выходного формирователя сигнала RESET, а также наличием/отсутствием дополнительного входа для ручного сброса:

Супервизор является полным микромощным аналогом и альтернативой популярному супервизору MAX809. Потребление микросхем этой серии в рабочем режиме — не более 6 мкА. Другая особенность — защита входа компаратора супервизора от высокочастотных помех типа «иголок» (glitches).

Супервизоры CAT811/812 являются полными аналогами микросхем MAX811/812 и, в отличие от CAT809/810, имеют дополнительный вход ручного сброса:

На рис. 3 показаны схемы организации выхода сигнала сброса.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 3. Схемы выходов супервизоров CAT809/810/811/812

Супервизор NCP803

NCP803 — дешевый супервизор, аналог MAX809. Он имеет выход с открытым стоком и сигналом RESET с активным низким уровнем. Требуется внешний подтягивающий к питанию резистор номиналом около 100 кОм. Напряжение питания резистора — 3–5 В.

Есть защита от импульсных помех по питанию. Ток потребления — около 1 мкA (при VCC = 3,2 В). Микросхема ориентирована на использование в приборах с батарейным питанием. Микросхема имеет модификации с заданными точными порогами напряжения мониторинга: 2,5, 3, 3,3 и 5 В. Возможен заказ микросхем с другими порогами напряжений: от 1,6 до 4,9 В с шагом 100 мВ.

Супервизор CAT808

Этот супервизор ориентирован, в основном, на применение в устройствах с батарейным питанием. На рис. 4 показан вариант его использования. Особенность — точная установка порога мониторируемого напряжения.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 4. Типовая схема применения супервизора — выключение конвертора напряжения в батарейном устройстве при критическом разряде батареи

Схема формирователя сигнала сброса — с открытым стоком, поэтому требуется установка подтягивающего к питанию резистора. Типовое потребление 2,5 мкА. Номиналы порогового напряжения задаются числовым суффиксом в названии микросхемы.

Супервизор CAT8801

Микросхема является альтернативной заменой популярных супервизоров типа MAX809 для тех приложений, в которых особенно важно минимальное потребление: ток потребления этой микросхемы всего 200 нА.

Ряд напряжений мониторируемого питания: +5, +3,3, +3, +2,5 и +1,8 В. Активный уровень сигнала сброса — низкий. Внешний подтягивающий резистор не требуется.

CAT705/706/813 — супервизоры со встроенным сторожевым таймером

Микросхемы CAT705, CAT706 и CAT813 обеспечивают функции сброса и мониторинга питания, а также сторожевой таймер. На рис. 5 показана структура супервизоров этой серии.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 5. Структурная схема микросхем супервизоров

CAT705 и CAT706 имеют активный низкий уровень сигнала RESET, а CAT813 — высокий.

В структуре также реализован вторичный монитор по питанию (PFI), который предназначен для подачи предупредительного сигнала для микроконтроллера в случае, если питание находится в опасной зоне. Сигнал сброса гарантируется даже при снижении питания до уровня 1 В. Ширина импульса сброса — не менее 200 мс. Период сторожевого таймера — 1,6 с.

CAT1161/2 — супервизор питания со встроенной ЕЕПРОМ

Микросхема ориентирована на использование в микропроцессорных системах. В структуре также реализован и программируемый сторожевой таймер. На рис. 6 показана структура микросхем CAT1161/2.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 6. Структура супервизора CAT1161/2

Время срабатывания таймера до 1,6 с. ЕЕПРОМ объемом 16 кбайт имеет последовательный I 2 C интерфейс. Реализована встроенная защита от непреднамеренной записи. Более дешевая версия CAT1162 не имеет встроенного сторожевого таймера.

Монитор и схема сброса обеспечивают защиту от неправильной записи в ЕЕПРОМ, а также правильное функционирование системных контроллеров при включении/выключении питания, а также при пониженном напряжении питания (Brown-Out). Гарантированный срок хранения данных в ЕЕПРОМ — 100 лет. Микросхема имеет пять модификаций с разными порогами напряжений для активации сброса. Микросхема выпускается в 8-IP и 8-SO корпусах.

Супервизоры с дополнительными функциями CAT1232LP, CAT1832

В микросхеме интегрированы несколько функций: монитор питания, сторожевой таймер, вход ручного сброса, формирователь сигнала сброса отрицательной и положительной полярности. Микросхема CAT1232LP ориентирована на использование в цепях питания 5 В, а CAT1832 предназначена для 3,3 В.

Основные параметры микросхем:

Микропроцессорные супервизоры питания CAT1232LP и CAT1832 обеспечивают останов и рестарт микропроцессора при зависаниях или зацикливании, рестарт после сбоев по питанию и антидребезговый ручной сброс по кнопке.

Выбор периода срабатывания сторожевого таймера осуществляется наличием режимной перемычки на входе TD:

На рис. 7 показана структура супервизоров CAT1232LPCAT1832. На рис. 8 представлена типовая схема включения супервизора CAT1232LP.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 7. Структурная схема супервизоров CAT1232LP и CAT1832

Источник

Супервизоры питания

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Cамым эффективным и дешевым способом контроля над напряжением питания при разработке микропроцессорных систем является использование внешней микросхемы супервизора питания. Она позволяет не только поддерживать контроллер в состоянии сброса перед его пуском (функция POR — power on reset), но и контролировать уровень и стабильность питания во время выполнения программы (функция BOR — brown out reset), выполнять функции сторожевого таймера (WDT), а также реализовывать другие сервисные функции, такие, как внешний сброс. Компания Microchip Technology Inc., ведущий мировой производитель 8-ми и 16-битных контроллеров, предлагает широкий диапазон супервизоров и детекторов напряжения.

Зачем нужен супервизор?

Супервизоры питания микроконтроллеров используются в различных приложениях, но две основные задачи, которые они позволяют решать — следующие:

1. Удержание контроллера в состоянии сброса до тех пор, пока напряжение питания не достигнет заданного значения и не стабилизируется (POR).

2. Сброс контроллера при снижении напряжения питания ниже критического уровня или при внезапном провале напряжения (BOR).

Несмотря на то, что большинство современных микроконтроллеров уже имеют в своем составе встроенные модули POR и BOR, применение внешних супервизоров оправданно по следующим соображениям:

1. Ограниченное число контрольных точек для сброса микроконтроллера при использовании внутренних функций, по сравнению с супервизором.

2. Ток потребления внешнего супервизора в сотни раз меньше по сравнению с потреблением при подключении внутренней функции BOR и POR, что связано в первую очередь с технологией производства микроконтроллеров и аналоговых микросхем.

Таблица 1. Характеристики сброса

УстройствоВарианты точек
на сброс, В
Ток потребления,
мкА (мин/макс)
PIC16F87xA4,00-/200
PIC18F13202,72; 4,22; 4,5419/45
MCP1211,90; 2,32; 2,63; 2,93; 3,08; 4,38; 4,63-/1,75
MCP1111,90; 2,32; 2,63; 2,90; 2,93; 3,08; 4,38; 4,63;-/1,75

В таблице 1 приводится сравнение двух контроллеров PIC производства Microchip Technology Inc. и супервизоров MCP121 и MCP111 по количеству пороговых значений напряжения и току потребления, подтверждающее эти положения:

Помимо описанных функций, супервизоры могут использоваться в качестве сторожевого таймера (WDT) для контроля выполнения времени программы, а также для организации так называемого «оконного» режима. В последнем случае используется два супервизора: один непосредственно для сброса контроллера, а второй — для выявления факта снижения напряжения, чтобы иметь возможность корректно сохранить данные в промежуток времени перед перезагрузкой процессора.

Далее рассмотрены примеры реализации всех указанных функций.

Функция POR

В спецификации на большинство микроконтроллеров указываются параметры, характеризующие, в частности, режим нарастания питания. Неравномерность в нарастании напряжения, несоответствие реальной скорости нарастания и скорости, указанной в спецификации на контроллер, может привести к сбоям в работе контроллера или некорректному запуску.

Как уже упоминалось выше, супервизоры питания позволяют решить подобные проблемы путем удержания микроконтроллера в состоянии сброса до тех пор, пока напряжение питания не достигнет заданного уровня и не стабилизируется. Как только питание стабилизируется, контроллер запускается и начинает выполнение своей программы (рис. 1).

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 1. Удержание контроллера в состоянии «Сброс» при нарастании напряжения питания

Обычно период сброса для различных супервизоров варьируется в диапазоне от 150 до 500 мс. Детекторы напряжения, позволяющие контролировать уровень напряжения питания, отличаются от супервизоров отсутствием задержки импульса сброса.

Функция BOR

Под понятием «Brown out» или потерей напряжения питания (рис. 2) подразумевают различные случаи колебания, «провисания» или превышения напряжением безопасного порогового уровня.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 2. Сброс контроллера при снижении напряжения питания ниже заданного уровня

Такие колебания, вызванные различными причинами, могут привести к некорректной работе контроллера, сохранению неверных данных в памяти и, как следствие, неправильному функционированию системы в целом.

К сожалению, не всегда на этапе проектирования и разработки системы предусматриваются подобные случаи потери напряжения, и проблемы обнаруживаются уже потом, когда изделие уже готово и запущенно в массовое производство.

Постепенное снижение напряжения

Помимо колебаний и резких провалов напряжения, типичным является постепенное медленное снижение питания (рис. 3). Речь в первую очередь идет о батарейных приложениях, где такая ситуация возможна при разряде батареи.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 3. Постепенное снижение напряжения питания

Подобные ситуации могут, в частности, приводить к тому, что собьется счетчик команд, и программа начнет работать неправильно.

Если в системе используется внешняя энергонезависимая память EEPROM, которая работает при напряжениях питания от 1,2 В, то возможна ситуация, когда микроконтроллер будет работать неправильно и запишет случайные данные в EEPROM, что может быть обнаружено (или нет) при последующей перезагрузке.

Как подобрать супервизор?

Для реализации функций POR/BOD необходимо обратить внимание на следующие основные факторы:

1. Напряжение сброса (большинство супервизоров имеют ряд фиксированных напряжений срабатывания для поддержки 5 В и 3 В систем);

2. Тип выхода (с открытым стоком, с внутренним подтягивающим резистором или комплементарный);

3. Полярность импульса сброса (низкий/высокий уровень).

В таблице 2 приводятся типичные номиналы напряжений на сброс. Выбор номинала напряжения определяется в первую очередь напряжением питания контроллера и диапазоном напряжения питания элементов всей цепи.

Таблица 2. Типичные номиналы напряжений на сброс супервизоров

Минимальное
значение, В
Типичное значение
на сброс, В
Максимальное
значение, В
2,552,6252,7
2,852,9253,0
3,03,0753,15
4,254,3754,50
4,354,4754,60
4,504,6254,75
4,604,7254,85

К примеру, для контроллера с питанием 5 В ±10%, работающем в диапазоне 4,5…5,5 В, выбор супервизора с минимальной и максимальной точками сброса 4,5 В и 4,75 В соответственно гарантирует сброс микроконтроллера до достижения нижнего порога работы процессора.

Выбор полярности импульса сброса супервизора определяется активным уровнем на входе сброса контроллера. К примеру, у супервизоров MCP100/120/130 активный уровень сброса низкий, а у MCP101 — высокий.

Помимо перечисленных свойств, супервизоры характеризуются такими параметрами как:

Ниже идет описание отличительных особенностей супервизоров и детекторов напряжения компании Microchip Technology Inc.

Микропотребление

Mircochip Technology Inc. производит ряд супервизоров питания, рекомендуемых для применения в портативных и батарейных приложениях (см. табл. 3). Их отличительной особенностью является сверхнизкий ток потребления — единицы и доли микроампер.

Таблица 3. Микропотребляющие супервизоры

ТипVcc
диап. раб. напря-
жения, В
Диапа-
зон темпе-
ратур, °С
Вариан-
ты
напря-
жений для сброса
Уро-
вень сигна-
ла сбро-
са
ВыходТипо-
вая мин. дли-
тель-
ность сигна-
ла сбро-
са, мсек
Типо-
вой пот-
реб-ляе-
мый ток, мкА
Допол-
нитель-
ные осо-
бен-ности
Корпуса
MCP1021,0…5,5-40…1251,9; 2,32; 2.63; 2,93; 3,08; 4,38; 4,63НизкийCMOS Push-Pull12013pin
SOT-23B, SC-70, TO-92
MCP1031,0…5,5-40…1251,9; 2,32; 2,63; 2,93; 3,08; 4,38; 4,63НизкийCMOS Push-Pull1201Цоко-левка
как у MAX809
3pin
SOT-23B, SC-70, TO-92
MCP1211,0…5,5-40…1251,9; 2,32; 2,63; 2,93; 3,08; 4,38; 4,63НизкийOpen Drain12013pin
SOT-23B, SC-70, TO-92
MCP1311,0…5,5-40…1251,9; 2,32; 2,63; 2,93; 3,08; 4,38; 4,63НизкийOpen Drain + внутр 100 кОм резистор на Vcc12013pin
SOT-23B, SC-70, TO-92

Это дает возможность интегрировать супервизоры Microchip в системы, критичные к току потребления, экономя мощность с одной стороны, и повышая надежность системы — с другой.

Супервизоры со входом сторожевого таймера

Microchip производит супервизоры с функцией сторожевого таймера WDT (рис. 4), позволяющие контролировать, помимо напряжения питания, время выполнения программы микроконтроллера (см. табл. 4).

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 4. Использование супервизора в качестве сторожевого таймера

Таблица 4. Супервизоры Microchip со встроенной функцией WDT

ТипVcc
диапазон рабочих напряже-
ний, В
Уровень сигнала сбросаТиповая
мин. длитель-
ность сигнала сброса, мсек
Типовой потреб-
ляемый
ток, мкА
Дополни-
тельные особенности
Корпуса
MCP13161,0…5,5Низкий2005WDT, MR5/SOT23
MCP1316M1,0…5,5Низкий2005WDT, MR5/SOT23
MCP13171,0…5,5Высокий2005WDT, MR5/SOT23
MCP13181,0…5,5Низкий2005WDT5/SOT23
MCP1318M1,0…5,5Низкий2005WDT5/SOT23
MCP13201,0…5,5Низкий2005WDT, MR5/SOT23
MCP13211,0…5,5Низкий2005WDT5/SOT23
TC123245…5,5Низкий/ Высокий61050WDT8SOIC, 16SOIC, 8PDIP
TC32M4,5…5,5Низкий70050WDT3SOT23, 3TO92

Если заданное гарантированное время выполнения программы оказывается больше программируемого тайм-аута сторожевого таймера (Twd), на выходе супервизора /RST устанавливается низкий уровень, и микроконтроллер сбрасывается.

Супервизоры со входом для подключения кнопки сброса

В некоторых портативных приложениях требуется иметь кнопку ручного сброса. Microchip предлагает ряд супервизоров со входом для непосредственного подключения кнопки сброса микроконтроллера (/MR) без дополнительного проектирования внешних цепей (рис. 5). Время Trst, указываемое в документации на супервизоры, определяет продолжительность импульса сброса микроконтроллера.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 5. Ручной сброс микроконтроллера с использованием супервизора

Супервизоры со входом для подключения кнопки сброса отмечены в таблице 4 аббревиатурой MR в колонке «Дополнительные особенности».

Использование супервизоров для организации «оконного» режима

В некоторых случаях перед сбросом контроллера при снижении напряжения питания необходимо предварительно корректно сохранить все промежуточные данные и программный контекст. Для того, чтобы за время снижения напряжения питания с уровня V1 до критического уровня сброса V2 контроллер успел соответствующим образом обработать это событие и сохранить необходимые данные в энергонезависимой EEPROM- или Flash-памяти, в системе ставят два супервизора. Один — для выявления факта снижения напряжения и индикации контроллеру, а второй — непосредственно для сброса контроллера при достижении критического уровня значения напряжения питания (рис. 6). Такой прием позволяет повысить надежность системы за счет контроля над напряжением питания микроконтроллера, а также за счет своевременного оповещения о снижении напряжения до критического уровня.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Рис. 6. Использование супервизоров для организации «оконного» режима контроля над напряжением

Детекторы напряжения

Детекторы напряжения, как уже упоминалось выше, отличаются от супервизоров отсутствием задержки на выходе сброса RST.

Microchip производит ряд детекторов в миниатюрных корпусах 3/SOT-23, 3/SOT-89, 3/TO-92, отличающихся сверхнизким собственным потреблениемпотреблением (см. табл.5).

Таблица 5. Детекторы напряжения Microchip

ТипVcc диапазон
рабочих
напряжений
Варианты
напряжений
для сброса
Уровень
сигнала
сброса
ВыходТиповой
потреб-
ляемый
ток, мкА
Корпуса
MCP1111,0…5,51,9; 2,32; 2,63; 2,93; 3,08; 4,38; 4,63НизкийOpen drain1SOT-23, SOT89,SC-70, TO-92
MCP1121,0…5,51,9; 2,32; 2,63; 2,93; 3,08; 4,38; 4,63НизкийCMOS Push-Pull1SOT-23, SOT89,SC-70, TO-92, 8PDIP
TC510,7…102,2; 2,7; 3,0НизкийOpen drain13/SOT-23A
TC521,5…104,5/2,7; 3,0/2,7НизкийOpen drain25/SOT-23
TC531,5…102,9; 2,7; 2,2НизкийCMOS push-pull, Open drain15/SOT-23
TC540,7…104,3; 4,2; 3,0; 2,9; 2,7; 2,1; 1,4НизкийCMOS push-pull, Open drain13/SOT-23A 3/SOT-89 3/TO-92 5/SOT-23

Заключение

Отметим, что основными параметрами супервизоров, на которые следует обратить внимание при его выборе, являются:

1) пороговое напряжение;
2) тип выхода;
3) полярность напряжения сброса;
4) величина импульса сброса;
5) собственное потребление;
6) температурный диапазон.

Компания Microchip Technology Inc. производит микропотребляющие недорогие супервизоры в миниатюрных корпусах, с различными номиналами напряжений на сброс, типами выхода и величиной импульса сброс.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

Информация об аналоговой и интерфейсной продукции Microchip, в том числе детекторам и супервизорам напряжения: последние версии документации, примеры применения, программное обеспечение для разработки и отладки, необходимая техническая литература — всегда доступна на сайте Microchip Technology Inc. по прямой ссылке: www.miсrochip.com/analog.

Супервизор питания что это такое. Смотреть фото Супервизор питания что это такое. Смотреть картинку Супервизор питания что это такое. Картинка про Супервизор питания что это такое. Фото Супервизор питания что это такое

По вопросам получения технической информации,
заказа образцов и поставки обращайтесь в компанию КОМПЭЛ.
E-mail:
analog.vesti@compel.ru

Новые приборы Microchip для интеллектуальных датчиков

Компания Microchip Technology Inc. анонсировала выпуск семейства цифровых контроллеров сигналов (Digital Signal Controller, DSC), получившего обозначение dsPIC33FJ12GP. Новинки особенно хорошо подходят для применения в умных датчиках, поскольку они, во-первых, являются самыми маленькими DSC в мире, во-вторых, имеют низкое энергопотребление, и, в-третьих, недороги.

Разработчики встраиваемых систем часто вынуждены разносить датчики и процессоры, поскольку габариты компонентов не позволяют расположить все необходимое в одном месте без увеличения размеров датчиков или перекомпоновки изделия. Это, в свою очередь, может отрицательно повлиять на производительность и помехозащищенность системы. В случае dsPIC33FJ12GP разработчики получают возможность разместить сигнальный процессор вплотную к датчику, устранив источник помех и разгрузив центральный процессор. Так выглядит концепция Smart Sensor.

Размеры 18- и 28-контактных корпусов, выбранных для приборов семейства, — всего лишь 6 x 6 мм. В то же время производительность на уровне 40 MIPS открывает перед dsPIC33FJ12GP широкое поле применений.

В состав dsPIC33FJ12GP входят встроенные аналогово-цифровые преобразователи (до 10 каналов, разрядность — 10 или 12 бит), способные выполнять до 1,1 миллиона преобразований в секунду и позволяющие задействовать избыточную дискретизацию для улучшения отношения сигнал/шум. Возможности dsPIC33FJ12GP позволяют также выполнить цифровую фильтрацию — более эффективную и не требующую внешних компонентов, в отличие от аналоговых фильтров. Контроллеры оснащены 12 Кб флэш-памяти, 1 Кб оперативной памяти, интерфейсными блоками UART, SPI и I 2 C. При решении некоторых задач приборы dsPIC33FJ12GP могут играть роль единственного процессора в системе.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *