以下這個簡單的設計方案可用來監控掉電期間的電容電壓,並將超出規格的狀態記錄到非揮發性隨機存取記憶體(NVRAM)/電子抹除式可複寫唯讀記憶體(EEPROM)中。

這個設計只需要一個微控制器(MCU)、類比數位轉換器(ADC)和一些非揮發性記憶體(NVM),這意味著對大多數系統而言,基本上不需要額外的成本或元件。圖1只顯示了一個監測通道,當然也可以檢查多個電壓,例如,穩壓器的輸入電壓VIN和多個輸出電平VOUT

20180703TA01P1 圖1 概念性電容監控電路(單通道)。

當關閉(P_OFF)訊號發送到系統時,μC就禁止所有中斷,以及電路中重要的(和不可預知的)功耗。然後,μC利用計算電壓下降一定量所需的時間來估算濾波器電容,或者,程式也可以測量一定時間之前和之後的電壓差。

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餘量,以便有足夠的時間進行測量。如果測量值不在規定的範圍內,μC會將診斷資料寫入NVRAM,可在下次加電時對其執行操作。

R1和R2的功能與ADC輸入範圍相匹配,並可作為電容放電的主要「測試負載」,但主動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。

20180703TA01P2 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,並且可能有相當寬的容差。

(參考原文:Capacitor self-diagnostics,by Peter Demchenko)