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電容器自診斷

發(fā)布時間:2018-05-29 來源:Peter Demchenko 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】電解電容器是種很不可靠的電子元件。其中一種失效是逐漸失去容量,這在電源故障發(fā)生之前幾乎察覺不到。因此,如果可以監(jiān)測電子設(shè)備濾波電容器的狀況,將很有價值。本文中的設(shè)計方案可用來監(jiān)控掉電期間的電容電壓,并將超出規(guī)格的狀態(tài)記錄到NVRAM/EEPROM存儲器中。
 
電解電容器遠不是最可靠的電子元件。其中一種失效是逐漸失去容量,這在電源故障發(fā)生之前幾乎察覺不到。因此,如果可以實時監(jiān)測電子設(shè)備濾波電容器的狀況,那將是很有價值的。
 
下面這個簡單的設(shè)計方案可用來監(jiān)控掉電期間的電容電壓,并將超出規(guī)格的狀態(tài)記錄到NVRAM / EEPROM存儲器中。
 
電容器自診斷
圖1:概念性電容監(jiān)控電路(單通道)。
 
這個設(shè)計只需要一個微控制器、ADC和一些非易失性存儲器,這意味著對大多數(shù)系統(tǒng)而言,基本上不需要額外的成本或組件。圖1只顯示了一個監(jiān)測通道,當(dāng)然也可以檢查多個電壓(例如,穩(wěn)壓器的輸入電壓VIN 和多個輸出電平 VOUT)。
 
當(dāng)關(guān)閉(P_OFF)信號發(fā)送到系統(tǒng)時,μC就禁止所有中斷以及電路中重要的(和不可預(yù)知的)功耗。
 
然后,μC通過計算電壓下降一定量所需的時間來估算濾波器電容?;蛘撸绦蛞部梢詼y量一定時間之前和之后的電壓差。
 
無論哪種情況,在所有電源的最小輸出電壓VOUT和μC所需的最小工作電壓之間必須有足夠的余量,以便有足夠的時間進行測量。
 
如果測量值不在規(guī)定的范圍內(nèi),μC會將診斷數(shù)據(jù)寫入NVRAM,可在下次加電時對其執(zhí)行操作。
 
R1和R2的功能與ADC輸入范圍相匹配,并可作為電容放電的主要“測試負載”。有源電路汲取的電源電流變化太大而不能依賴。
 
如有必要,僅在斷電期間接通電阻,以便電源電流可以最小化,如圖2所示。
 
電容器自診斷
圖2:切換測試負載以降低功耗。
 
在計算閾值時,不要忘記電容是與溫度甚至可能與電壓有關(guān)的,并且可能有相當(dāng)寬的容差。
 
本文轉(zhuǎn)載自電子技術(shù)設(shè)計。
 
 
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