新型監控電路方案-復雜系統的電壓監測

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

引言

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

監測2路電源

許多數字信號處理器(DSP)和基于微處理器的系統只需要兩路電源，分別用于I/O和處理器核的供電。Maxim提供2路電源監測方案，并具有其它功能。例如：MAX6732A在監測I/O電壓和核電壓的同時，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. 監測微處理器核和I/O電壓

監測3路或多路電源

對于更復雜的系統，FPGA可能需要3.3V I/O 電源、2.5V輔助電路/鎖相環(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測每路電源)監測所有電源的電壓，從而節省系統成本和空間。圖2所示電路利用6引腳SOT23封裝的MAX6710E監測四路電源。

圖2. 監測典型的FPGA系統

有些系統除了基本的電壓監測功能外，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行監測，當3.3V電源的電壓超出欠壓門限時，對應的比較器在經過CDLY1引腳外接電容設定的延時后輸出高電平，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。經過最后一個電容設置的延遲時間后，復位輸出跳變到高電平，完成系統的上電過程。圖4給出了供電順序。

圖3. MAX16029對四路電源進行監測和排序控制

圖4. 上電排序波形

系統需要更多的供電電源時，可參考圖5所示電路，圖中給出了MAX16005構成的六路電源監測器。IC內部集成了看門狗定時器，有助于提高系統可靠性。發生超時故障時，除了觸發/RESET低電平輸出外，也會觸發/WDO輸出。

裕量調節輸入允許電源電壓低于欠壓門限而不會產生復位，該輸入可以在生產測試時拉至低電平。

圖5. MAX16005A監測六路電源電壓，帶有看門狗定時器

MAX16005的簡化版本MAX16055提供相同數量的電壓監測功能，但不具備裕量調節輸入、可調超時功能和看門狗定時器(圖6)。

圖6. MAX16055監測六路電源電壓(不帶看門狗定時器)