一種新型嵌入式系統電源監控模塊設計

1 引言
嵌入式系統對供電電源要求比較嚴格．通常都需采用獨立的穩壓器件供電。在嵌入式系統硬件設計中，通常在電源模塊的交流輸入端為供電提供過(guò)壓保護，但在直流輸出端一般只是采用穩壓器件為系統提供正常的供電，并提供一個(gè)發(fā)光二極管檢測直流電壓的有無(wú)，并未過(guò)多的考慮系統工作時(shí)電源模塊輸出電壓是否準確以及能否讓各種器件正常運行。針對這一現象，這里給出一種應用于某嵌入式系統的電源監控模塊的設計方案以及具體的硬件實(shí)現。

2 系統整體設計思想
嵌入式系統中供電電壓過(guò)高會(huì )損壞器件，而過(guò)低集成電路則導致系統無(wú)法正常工作。因此電源監控模塊設計需遵循以下原則：
(1)保護原則電壓過(guò)高，必然會(huì )燒壞器件；有時(shí)，電壓過(guò)低，由于系統設計的復雜性，可能不僅會(huì )影響器件的正常工作，還會(huì )對器件造成一定損害。因此，電源監控模塊不僅需要實(shí)現過(guò)壓保護，還需要實(shí)現欠壓保護。
(2)預警原則在系統工作前，需要對供電電壓進(jìn)行預檢測，判斷電壓是否符合設定值，并能給出正確的判斷指示。同時(shí)，在系統工作時(shí)，也應該能夠實(shí)時(shí)的對工作電壓進(jìn)行檢測判斷，同步指示系統供電是否正常。
在某無(wú)線(xiàn)通信設備便攜式檢測平臺系統中，采用ARM與FPGA相結合的嵌入式主控模塊，主控模塊需+5 V、+3．3 V、+2．5 V和+1．8 V 4種供電電壓，電源監控模塊應能提供兩種主要功能：在系統啟動(dòng)前能夠對電源供電模塊的工作狀況進(jìn)行自檢，并能實(shí)時(shí)的指示電源模塊的工作狀態(tài)；對系統中的其他模塊提供實(shí)時(shí)的欠壓／過(guò)壓保護。

3 主要器件選擇及工作原理
3．1 電源監控器件
該系統設計的電源模塊采用新型電壓監測器件ADM1184。該器件能夠精確監測嵌入式處理器核心器件的工作電壓，以確保其在容許的電壓范圍內運行。ADM1184將精確度改善至低于±0．8％．使其符合目前對于處理器監測需要的要求，因此該器件能廣泛用于如便攜式無(wú)線(xiàn)通信檢測平臺等敏感且具有高可靠度的應用裝置中，使得系統更安全、更具可靠性，從而達到最優(yōu)的性能。同構型的多重電壓監測器與序列發(fā)生器通常只能達到大于±1．5％的精確度位準，要監測在低容錯度以及較窄運作波段下進(jìn)行低電壓核心電源供應的處理器，難以符合需求。ADM1184擁有4組具有0．6 V參考電壓的精密比較器，用來(lái)監測獨立的電壓通道。該電壓監測器件可以在2．7～5．5 V的供電電源范圍中工作，且具有4組能夠加以編程設置的輸入，以監測外部不同電壓位準。
3．2 穩壓器件
考慮到系統各模塊所需+5 V電源的電流在2 A，因此需要選擇一種輸出電流較大的穩壓器，產(chǎn)生+5 V電壓的器件，這里選用LM2676,如圖1所示。

LM2676是一種開(kāi)關(guān)型集成穩壓器，可提供一個(gè)驅動(dòng)能力達3 A，可逐級下降的開(kāi)關(guān)穩壓器的所有功能，具有良好的線(xiàn)性和負載調節特性：使用一只低導通電阻的DMOS電源開(kāi)關(guān)獲得高輸出效率；固定輸出3．3 V，5 V和12 V電壓，或調節輸出。