西门子模块6ES7221-1EF22-0XA0支持验货
全球的节能需求和电子设备必须遵守的强制性能效规范要求,以及便携装置小型化多功能趋势是电源与电源管理技术发展的推动力。提高电源效率、降低待机功耗、高功率密度、高可靠性、高集成度和低成本是电源与电源管理技术的发展趋势。
为了向读者介绍新的电源与电源管理技术,本刊采访了一些公司负责人,他们就电源与电源管理技术的发展趋势、新产品/新技术及其应用、典型解决方案等发表了独特见解。下面是访谈录。
Sales VP of Zetex Asia Echo Li
过去几年里,电子应用装置充斥着我们生活的方方面面。许多是可见的,例如无处不在的移动装置(如照相机、手机和PDA),但是较成熟的产品领域(如家用电器和汽车)也在悄然发生着变化。此类发展彻底改变了我们的生活方式;在可预见的未来里必将继续加快变革的步伐。实现这一切的基础在于电子设备已由原来的静止独立系统发展为便携式综合系统,这些高要求、结构紧凑、功能丰富的产品可满足我们随时随地的各种需求。对功率的要求也随之增长,使得电源与电源管理的技术趋势朝着更高的功率效率与功率密度的方向发展。电源系统结构也不得不随之改变,随着不断增加的对控制何时、如何输送电能的复杂要求,需要近乎无传输损耗的传感技术与反馈电路。通过使用运行时钟频率日益增加的微控器使得这些新产品成为可能,这些微控器运行于较低电压馈送但却要求较高电流。而从始至终终用户的成本期望必须得到满足。总体技术趋势向电源设计者提出了一个令人生畏的挑战—如何满足所有这些需求?
答案其实很简单—您需要对动力系统设计做出整体分析,从系统的每一部分出发,权衡每一种优势,无论是动力系统构造和布局技术,或印刷电路板的类型与设计,直至对部件技术的选择:半导体、被动元件、变压器、电感器等。例如隔离式DC/DC转换器的布局变化。逆向变换器已被使用正向有源钳位布局技术的高电流变换器所替代,这是因为有源钳位重新获取的磁化能量可带来较高效率。此种方法要求对电源开关元件更为复杂的控制,但终将带来更高的效率、增强的功率密度与更低的成本。在另一方面,开关MOSFET已替代Schottky二极管,将效率提升90%,这得归功于槽FET电导和开关损耗的减少,以及控制成本的下降。
随着今后控制成本的下降,这些更加复杂的技术将渗入成本限制更为严格的应用中,并很有可能造成强制出台限制炭排放的新的更严格立法。便携设备(如手机)如今使用铜电源通路层达至10层的多层配电板,不仅提供高密度电通路,通路的缜密定向与布局也改进了热力性能。电池技术将继续朝着增加功率密度的方向发展,迫使电源电压与控制技术随之改变。电力半导体器件将继续减少它们的特定区域导通电阻,体积和发热量也将随之减少,可被放置入更小的组件。半导体自身也需要重新设计以降低热电阻,以便使用更高的功率密度与更大的开关电流。家用电器(如洗衣机)的通用电动机与皮带传动装置将被直接传动无刷直流电动机取而代之,以达到更有效的控制、更快的转速、改进的效率、降低的震动/噪音和改进的可靠性。为实现这样的变化,必须对电源与电源管理进行全面改造:利用新控制与电源部件的更为复杂的布局技术。在汽车领域,被广泛应用的电子应用装置将以更快的速度继续发展,这将体现在汽车的每一方面,这些都是出于燃料效率、安全以及控制方面的考虑。随着减少炭排放的立法的即将出台,动力系统设计的根本性改变将使新的方法、技术与材料成为必需。
Zetex重点开发适应这些潮流的独特新型半导体元件,包括双极晶体管、MOSFET、Schottky二极管、电流监控装置及低消散稳流器。这些元件被运用于多种不同应用装置中。
对于隔离式DC/DC转换器,Zetex高压晶体管及MOSFET作为启动开关发挥作用。具备SOT23外形的200伏P沟道提供有源钳位功能以重新获得主侧磁化能量。对于低功率共振转换器,Zetex高增益双极晶体管提供自振主侧开关,从而实现低电磁干扰(EMI)下的极严密、极具成本效率的解决方案。对于更高电源的正向变换器,高电流双极晶体管的互补对偶提供电流缓冲,并输送达至8安培的脉冲至主次侧MOSFET栅,传播延迟仅为几纳秒,并且无需复杂控制以防止击穿和闭锁。ZetexLDO和电流监控装置(如电流输出ZXCT1009或电压输出ZXCT1051)为动态荷载调节时主侧和次侧反馈提供保护。
对于电池便携应用装置,ZXCT1010单向电流监控装置可用于测量充电与放电电流,适用于带短路保护的简单准确、又具成本效率的压力计。新一代低电压双极晶体管在小型热优化表面安装组件上实现了低饱和电压,所产生的功率密度较以前增加了6倍。这些晶体管被用于小功率DC/DC转换器(如负荷开关),并可作为传输晶体管用于移动电池充电电路,此处由于采用双极晶体管而无需一系列二极管以阻断反向电流,提高了效能、节省了空间并降低了布局成本。ZHCS和ZLLS类的Schottky整流器将低正向压降与低方向漏电流相结合,以可接受的成本实现了低功率损耗和高效率。
对于直流无刷电动机驱动装置,ZetexZXBM系列前极驱动IC与超低饱和电压晶体管相结合,为各种应用装置(如PC风扇调节器、汽车座椅鼓风机、家用电冰箱风扇、以及沉没式柴油机油泵)提供总体解决方案。
对于汽车,Zetex晶体管可用作主动巡航控制系统、HID头灯组的启动电路以及各种车灯、螺线管和启动器驱动装置的激光脉冲驱动器。
美国国家半导体亚太区电源管理产品市场总监 黄汉基
美国国家半导体预期电源管理技术将朝着以下三大方向发展:
·在更小巧的封装里提供更高功率密度,以提高电源效率;
·更高的性能与效率;
·更容易使用和设计。
有鉴于此,美国国家半导体开发了以下一系列针对性的解决方案:
美国国家半导体内置 150m PMOS 开关的 LM283x 系列高功率密度降压稳压器可为负载提供高达 2.0A的驱动电流,由于这系列芯片采用先进的 0.5mm BiCMOS 工艺技术制造,可以提高系统的功率密度。
美国国家半导体于 2007 年初推出了6 款全新新一代 SIMPLE SWITCHER?LM(2)557x降压开关稳压器。这系列的稳压器具有性能卓越、设计灵活及容易使用等优点,适用于高达 75V 的输入电压,可以连续输出高达 3A的电流。而其采用专有的模拟电流模式(EmulatedCurrent-Mode)控制技术,可确保在占空比较低的时候,负载瞬态响应仍有卓越的表现,这是传统的电流模式控制所无法做到的。这几款芯片的操作频率都可调节,范围介于50kHz 与 1MHz 之间,这是业界广阔的动态范围之一。
为了确保LM(2)557x系列获得更好的设计支持,美国国家半导体加强了WEBENCH网上仿真工具,让工程师灵活地在尺寸和效率上做出选择,以迅速完成系统设计。工程师可以利用WEBENCH的网上电气与热能分布模拟工具以及为客户量身订造的BuildIt!TM电源供应器建模工具,验证设计方案的测试结果,也便可将样机在短时间内送到客户手中。
美国国家半导体的 LM3100同步稳压器是另一款高性能产品。其高性能的固定导通时间(Constant-On-Time)结构搭配正申请专利的飞轮电流注入控制(FlywheelCurrent Injection Control)技术让系统可以采用陶瓷输出电容器而无需额外提供等效串联电阻(ESR)补偿。
在LED照明技术方面,美国国家半导体预期两大发展领域为:
·高亮度传统照明如街灯和工业系统应用;
·笔记本电脑和RGB电视的背光应用。
美国国家半导体的LM340x系列全新的高亮度LED驱动器,其特点是可以驱动汽车电子系统、工业系统及一般照明系统内置的新一代 1W至 5W 高亮度LED。其优点是输入电压范围更为广阔,可以满足这个高增长市场的要求。LM340x系列可以输出恒定的电流,以确保LED的亮度均匀,且反馈电压较低,可将功耗减至少。
背光应用方面,美国国家半导体的LM3430为LED背光照明升压控制器,可为笔记本电脑的LCD Panel提供背光。
根据 iSuppli 于 2005 年所作的半导体市场占有率调查显示,美国国家半导体是全球大的稳压器芯片供应商,市场占有率高达14%。我们的电源管理芯片广泛用于以电池供电的便携式电子产品以及高压电子设备,例如汽车电子系统、服务器、电信设备及工业产品。美国国家半导体的电源管理产品向以性能卓越、速度快、准确度高、散热能力强、效率高、体积小巧建称,只需采用数量极少而体积又极小巧的元件。
飞兆半导体公司亚太区总裁兼董事总经理 郭裕亮先生
飞兆半导体公司认为,电源和功率管理技术的主要发展趋势仍然是更高的功率密度 (或相同功率级下更小的尺寸)、低待机功耗(通常由政府规范强制执行)、更高的可靠性,以及一如既往更低的价格。但这些趋势并非是彼此独立不相干的,因为各个因素之间存在着权衡取舍。例如,更高的效率有助于实现更高的功率密度和更高的可靠性(更低的散热),但却可能使价格增加。
PC 机的功率要求主要集中于在整个负载范围内实现 80% 的效率 (参见 80 PLUS 规范),但服务器的功率要求已达到 85%的效率。为了获得更高的效率和功率密度,AC/DC 功率转换的技术趋势包括新的 PFC 拓扑,特别是在300W 以上的功率级。无桥PFC 和交错式 PFC 控制技术有助于提高效率及减小尺寸,单周期 PFC技术由于减少了外接元件的数目,也有助于减小尺寸和降低成本。
在 PWM (DC/DC) 转换方面,能够提高有源模式效率的软开关和谐振模式拓扑正越来越受欢迎。在电源的另一端,比如 AC适配器,待机模式功耗要求已降低至 300mW以下,正向100mW发展,这将需要能够超越脉冲技术,以及高电压启动器件的集成。对电池充电器而言,初级端调节技术可节省成本、减小尺寸,但电压和电流调节要求日益严格,且无反馈路径,这一点仍是一个挑战。
为了减小尺寸、降低成本并提高可靠性,元件集成度也逐渐成为了一个关键趋势。这可能包括把少量外接保护元件整合到一块 IC中,以便于在单个模块中集成众多的功率级元件。
后,许多电源将不再孤立存在。在相同系统和主控制器上不同负载间的新兴通信需求,意味着需要把微控制器整合到电源中以便于通信,并提供部分电源的管理。这已逐渐发展成为有可能实现更高功率密度和更高可靠性的数字控制技术。在数字控制解决方案的系统成本降至经济实惠的水平之前,这种技术还无法被广泛采用。
飞兆半导体将继续推出新的技术以实现更高的功率密度、更低的成本及更加可靠的解决方案。飞兆半导体的新产品及技术包括临界导通模式(critical-conduction mode) PFC 控制器等新型控制器。这些器件具有低 THD (总谐波失真)的集成式模块,如智能功率模块(SPMTM),其中包含任意组合的控制器、MOSFET、快速恢复二极管、强有力的栅极驱动器,以及其它无源元件。
飞兆半导体拥有业界广泛全面的集成式和分立式解决方案,覆盖了从 1W 到 20kW的驱动电机应用。在集成式解决方案系列方面,飞兆半导体近发表了采用 SMD 封装的Motion-SPM,该器件可让设计人员实现水泵、洗碗机电机和风扇电机等小型 (50W到125W)逆变器电机驱动应用所要求的高能效、紧凑性以及低 EMI 特性。
在其广泛的功率因数校正 (PFC) 控制器 IC 方面,飞兆半导体近推出了 CRM PFC 控制器 FAN7529 和FAN7530,为设计人员提供了低待机功耗和市场上佳的 THD 性能。这些器件为镇流器具和 LCD TV设计提供了卓越的系统可靠性。
Microsemi PPG VP Sales Tom Loder
大功率,高性能的开关模式应用在设计和生产两个方面都日益变得复杂。许多半导体公司,如MICROSEMI,都正在用新设计,新组装和生产等技术为提高MOSFET产品的功率管理能力,降低生产成本做准备。
Microsemi公司新的MOS8系列的MOSFET采用新的MOSFET先进技术来获得低的开关损耗和良好的抗振荡能力。MOSFET的关键参数是输入和反向转移(密勒)电容的数值和比值,以及寄生的栅极电阻。MOS8系列的MOSFET的优化设计可以消除栅极振荡,减少EMI(“安静”开关),简化栅极驱动电路和提高漏-栅抗扰能力,具有耐受高dv/dt能力。与前几代产品一样,Microsemi继续侧重于高压(大于500V)的器件(信息处理,工业和高性能/高可靠性应用),能够处理高功率,高频应用。MOS8系列产品也具有低导通电阻进而低导通损耗的特性。与低开关损耗结合,系统总效率就有改善进而提高系统功率密度。与早前几代的产品对比,先进的生产制程可以降低热阻,能够使同样的芯片尺寸和封装类型的产品更高的电流额定值。
英特矽尔半导体公司中国/香港区总经理 陈宇
电源和电源管理技术在的电子产品中已展现出其非常重要的地位。电源及电源管理技术的发展趋势主要呈现出以下几个方面:
1)高效率:高效率是目前电源设计中热门的话题。客户希望电源在不同的负载情况下都能有很高的效率。在计算机和通信上用的AC/DC电源,一般要求负载率从20%到变化的范围内,效率都要超过80%。
2)高集成度,高密度:高集成度和高功率密度是当今电源设计中的一种趋势,客户希望现在的电源产品能做的越来越紧凑,并能集成越来越多的功能。
3) 智能控制和监控功能等特征:为了在不同的工况达到优化运行并灵活地控制电压和电流,广泛使用数字控制和管理芯片。
除了上面提到的发展趋势外,如何提高性价比一直都是一个话题。多样化的应用、竞争的环境及不断增长的需求促使电源和电源管理芯片不断进行创新并降低成本。
作为电源管理产品解决方案的全球领导供应商,英特矽尔(Intersil)每年都投入了大量的资源进行新技术和新产品的开发。每年都有几百个新产品推向市场。
在提高电源效率方面,英特矽尔有许多解决方案采用了先进的技术,如采用了零电压切换(ZVS)和总线转换(Busconverter)的解决方案。
英特矽尔公司的ISL6752和ISL6753,专为LCD-TV、服务器电源、通信电源而设计,通过ZVS提高效率特别适用于大功率的应用,适合用于全桥主电路的控制。通过上层开关占空比固定为50%,下层开关用后沿调整脉冲宽度, 来实现ZVS运行。与传统的全桥移相控制相比, 此法用较少引脚的封装,降低了系统的复杂性,不但具有同样的转换效率,能改善过流和轻载性能。
ISL6752特地提供根据原边PWM信号进行补偿的同步整流控制信号输出端。利用外部控制电压,可以动态设置这两个端子的输出信号相对于PWM超前或滞后的程度。
ISL6752提供同步整流控制信号,ISL6753则不提供。如果输出电压小于15V,采用 同步整流能显著提高效率,选ISL6752;输出电压高于15V,不需要同步整流,用ISL6753就行了。
又如英特矽尔的ISL6744、ISL6745,是总线转换(Busconverter)的PWM控制器。ISL6744为原边控制的双端控制器,专门用于不需要稳压的半桥、全桥拓扑DC/DC变换器。它提供了**的死区控制,死区短可到35ns。具有过流打嗝保护功能。启动电流(100mA)和工作电流都低,从而在AC/DC和DC/DC应用中都容易提供偏置电源。其先进的BiCMOS设计具有如下特点:1A 的FET驱动;过流检测传输延迟非常小,为35ns;大占空比达99%,有利于提高效率。它还具有其他一些特点,如可调的软启动,重载启动,也能控制输入浪涌电流;内置过温保护;尺寸小、外围元件少;输入欠压保护。
ISL6744采用开环控制,解决方案具有成本优势,如果需要闭环控制,可采用ISL6745。
在提高集成度,满足紧凑和灵活的电源系统的需要方面,英特矽尔公司推出的ISL65426,是一款很有特点的产品。ISL65246是一个双通道的同步降压稳整器,内部集成功率器件,不需要工程师选择功率MOSFET,只需要简单的选择电感和电容就可以了,大能够提供6A的负载电流,效率高至95%。散热增强的QFN封装,高达1.1MHz的运行频率,供电方案很紧凑。内部高端的MOSFET是用PMOS器件来完成,而不是NMOS,自举电容也可以省掉了。这两个输出电压可以逻辑编程也可以电阻可调,每个输出通道的负载电流是用户可以配置的。和市场现有的其他类似产品相比,下面是特色功能:电流模式控制;内置环路补偿网络,免稳定性的调试;双路输出,少只需8个外围元件,面积小;用户可分配两路输出的电流。
在智能控制和监控功能等需要使用数字控制和管理的应用方面,英特矽尔公司也有相应的产品和技术。英特矽尔公司的ISL8601,能更好地支持以太网路由器或交换机,负载点(POL)模块,工业电源管理等应用。其环路的控制是模拟方式,电源管理采用PMbus,是数字方式,模拟控制和数字控制的优点得到完美结合。ISL8601广泛支持PMBus协议,能定制运行参数,提供系统的监控功能,具有非常大的灵活性。众多可编程项目包括:输出电压、过压阈值、过流阈值、过温阈值、开关频率、电源的开或关,电源定序,软起动模式,故障处理模式,预偏置启动,“电源好”信号延迟等。除了通过I2C接口,传输PMBus指令为ISL8601编程外,还可通过外部电阻编程。把PMBus强大功能和灵活性融入到低成本的电源系统.ISL8601既支持MOSFET导通电阻检测电流,也支持电感直流电阻检测电流,检测量经过可编程温度补偿,以确保检测精度。ISL8601其他特征:集成了MOSFET驱动,内置过流、过压、欠压、过温保护。
为了丰富包括计算机、消费、工业、通信、航空和汽车等领域的电源管理应用,英特矽尔成立了分别对应的电源管理产品线,每个产品线面向各自的用户,都有新产品和技术。
二、嵌入式系统实验室的建设
实验室的建设包括实验环境的建设,网络建设,嵌入式设备建设,辅助设备建设,教程内容建设几个方面。
2.1、硬件环境和配置
bbbbbbs客户机+Linux服务器的方式,对实验室而言,应该是适合的方案了。只需多一台Linux服务器就可以了,对客户机和服务器的硬件要求都不没有什么特殊高要求,通常的实验室组网如图所示。
(实验平台外观)
三、实验室所需设备
该实验室可用于教学、学生课题设计、毕业设计以及教师科研。
目前,在许多情况下设计人员会用软件实现以往由硬件完成的电路功能,其原因是低成本的微处理器(up)为大家提供了广泛的选择。软件常常是解决问题的成本低、灵活性高的方案,但它也带来一些麻烦那就是设计人员为了确保系统的可靠性,要进行一些额外的软件测试。如果软件程序中没有代码错误,要求在10000条指令中出错率不要超过10处,即其准确率能够保证千分之一左右,则系统的可靠性就有了保证,这实际上并非易事,从而系统可靠性就不能得到确保。
在台式机系统中出现导致系统瘫痪的软件错误并不可怕,因为用户只需重新启动系统即可,它只会造成少量数据的丢失。对于运行在工控系统的软件,系统必须能够在没有人为干预的条件下恢复故障。这一特性在两种情况下是非常关键的,即一种是高有效性系统,如服务器、电话系统以及生产线等,另一种是高可靠性系统,一旦出现错误将造成伤害,如汽车、医疗设备、工业控制、机器人、自动门等。不考虑上述设备应用上的严格要求,系统也应在无需用户干预(按下复位键或重新上电)的条件下能自动从故障状态进行恢复,这是非常重要和有益的,因为只有这样才能使用户觉察不到设备内部出现了问题。为改善并解决这类系统可靠性,人们迫切要寻求出一种简单、有效的技术措施来以确保此要求的实现,而应用“看门狗”技术和电路,是一种佳方案。
看门狗(Watchdog)技术
看门狗是一个计数器,它需要在一定的看门狗延时周期内被清零,如果没有清零动作,看门狗电路将产生一个复位信号使系统重新启动或建立—个非屏蔽中断(NMl)、执行故障恢复子程序。大多数看门狗电路是沿触发,这样,无论是上升沿还是下降沿触发看门狗的输入端(WDl)都能够清计数器。WDI引脚连接在处理器的一个I/O口,这条口线由软件触发(图1)。清看门狗计数器的命令必须在主程序内(图2)。如果看门狗没有被清零,复位后软件将从地址0000(启动程序)开始运行。计算主程序的运行时间往往很困难,因为在此期间可能需要多次调用子程序,调用次数的多少与系统输入有关。设计人员常常选择看门狗延时周期远远高于所测试到的循环时间或计算出的循环时间。图3表示正常工作情况下(看门狗在延时周期内被请零)的看门狗信号和复位信号。图4中,在看门狗计数器溢出时发生了一次复位,工业标准的看门狗电路延时周期在lOOms至2s范围内,当然也有些可调节或定制的看门狗电路能够覆盖更宽的延时范围(30ms至几分钟)。如果主程序的执行时间过长(指相对于看门狗电路而言),设计人员可以在主程序的不同部位多次执行看门狗触发命令,也可以选用看门狗延时周期更长的器件。
一种防止系统滞留在死循环的技术是在主程序的开始部分将相应的I/O引脚置为高电平,而在主程序的另一部分将其置为低电平。如果软件在主程序的起始部分进入了死循环,由于WDI始终保持高电平(图5),看门狗将产生延时输出、系统被复位。如果采用一个低—高—低的脉冲(图2所示),看门狗将被请零,但系统仍处于阻塞状态。为解决这个问题,一种更老练的方法是对程序中的多项任务进行监视,每项任务设置一个标志,只有当全部标志置位后看门狗电路才被触发。执行全部任务的时间要比看门狗延时周期短。图2和图5对实际程序只作了一个简单的对比,但它表达了与此相应的基本概念。在更复杂的系统中还存在一些潜在问题,如存储器泄漏、堆栈溢出等,系统同样需要对这些情况进行监视,只需通过合理的程序设计,认真审核代码或采用专门的软件工具也可以解决上述问题(在此对这些超出了本文的范围问题不作讨论)。
看门狗电路的应用与选择
内部看门狗与外部看门狗
许多μP(微处理器)集成了可编程看门狗功能,软件控制可禁止其工作。内置看门狗易受代码错误的影响,它无法提供外部独立看门狗电路所具有的保护能力。
在对安全性能要求较高的应用中(如自动门、医疗设备、机器人等),内置看门狗是无法接受的,管理层要求采用独立的外部看门狗电路。使用外部看门狗电路降低关键系统的风险是一个很好的习惯。
简单的看门狗+复位
通常看门狗延时将重新复位系统,大多数看门狗电路与μP复位集成在一起,它可以监视处理器的供电电压(工厂预设监视电压为2.5V、3.0V、3.3V或5V)。在出现看门狗延时或电源电压跌落的情况下均可产生复位动作(见图6的输出)。图6所示的MAX823-MAX825系列产品就包含了这两种功能,即看门狗和复位。它们可提供标准的复位电压门限、标准的看门狗延时周期(小为1.12s)和复位延迟(小为140ms),仅消耗6uA电流。这些器件具有超小型SC70封装。
工厂预置看门狗系列
MAX6316-MAX6322系列提供了26种工厂预置的复位电压门限、4种看门狗延时周期(分别为4.3ms、71ms、1.12s、17.9s)、4种复位延迟(分别为1ms、20ms、140ms、1.12s)以及4种输出配置(推挽、开漏或双向输出)。
可用电容调节的看门狗
如果应用中要求灵活的看门狗延时周期,设计人员可以选用可调节电路,MAX6746-MAX6753系列产品既提供了工厂预置的复位电压门限,也提供了分压编程的复位电压门限(工厂预设,或可用分压器R1/R2在1.575V至5V间调节),它们还可以利用外部电容调节看门狗延时周期(当电容Cswt为100Pf至100Nf数值时,在700ms至70s范围内分两段调节)和复位延迟(预设或用电容Csrt在0.5ms至5s调节)。
其中:复位电压由分压器R1/R2决定,复位延迟时间由电容Csrt设置,看门狗延时周期由电容Cswt设置。
设计人员利用如此宽范围的看门狗延时周期可以为任何应用提供解决方案。MAX6301-MAX6304系列基本与MAX6746-MAX6753系列相同,但可提供SO或DIP封装。
较长启动/延时周期、引脚可选的看门狗
对于启动过程较长的应用,希望提供两个不同的延时周期:一个较长的初始化延时周期和一个较短的正常工作延时周期。MAX6369—MAX6374系列具有WDI引脚可编程的启动延迟,可选范围:200ms至60s,以及可在30ms至60s范围内编程的看门狗延时周期。一些版本还提供看门狗的边沿激活功能,以满足启动过程更长的应用。在这些芯片中,看门狗电路在启动过程中被禁止,来自μP相关I/O引脚的个边沿可激活看门狗电路。
多电压监控看门狗
对于双电源供电系统,MAX6358-MAX6360系列可以监视两路标准电压,并提供长启动周期和标准延时周期的看门狗;对于三组电源供电或需要高有效和低有效复位输出的系统,设计人员可以选用MAX6721-MAX6729系列产品,这些器件提供长启动周期和标准延时周期的双模式看门狗功能。它们可监视两路标准的电源电压(MAX6721-MAX6722)或两路标准电压“+”一路可调电压(MAX6723-MAX6724)。这些器件带有手动复位输入,电源失效比较器,双复位输出和输出。
窗式看门狗提供超高可靠性
为获得超高的可靠性,设计人员可以利用MAX6323/MAX6324窗式看门狗电路,使用这些器件时必须在规定的窗口定时周期内为看门狗提供清零脉冲,有效脉冲可以在上次触发脉冲1.5ms后送达,也可以在上次触发脉冲10ms后到达,利用MAX6323/MAX6324系统可以脱离离散循环,如果清看门狗指令在循环内执行,它将发出一串高速脉冲,这些脉冲可以将常规的看门狗清零,不产生复位。如果利用窗式看门狗电路则避免了上述问题,因为这种器件在两次看门狗触发脉冲之间要求一定的时间间隔。这些器件的典型应用包括防抱死(ABS)系统或其它汽车电路,工业控制、医疗产品等要求高安全性的应用或对系统有效性要求苛刻的应用。
结论
各种软件程序都会出现代码错误,设计人员必须保证系统不出现死锁。噪声和EMI也会影响系统中的数据,导致不可预测的系统动作,看门狗电路是提高系统可靠性的一种简单、廉价方案。利用外部看门狗电路可以防止系统死锁,如果WDI信号在规定的看门狗延时周期内没有被触发将对μP进行复位。在目前种类繁多的看门狗器件中,设计人员一定能够找到一款与其需求相吻合的技术与器件。
“看门狗”抗干扰新技术经在发电厂400吨工业锅炉炉堂安全控制系统中得到了较好的应用,在现场环境与电网干扰严重的情况下,计算机系统能对各种燃油喷嘴“关”与“开”进行实时控制,从而保证燃油进量的准确性,极大的提高了工业锅炉炉堂安全控制系统的可靠性和锅炉燃烧效率。其大的成功在于,一改以往一受干扰,计算机系统要人工复位(Reset)并重新启动而突然造成燃油喷嘴“关”与“开”的失控。如今那种严重影响工业锅炉正常运转的现象己经一去不复返了。实践证明该“看门狗”技术不失为各类工控系统高可靠性有效新技术。