Monitores IC individuales: suministros y fusibles redundantes de 48 V sin la precisión de los componentes externos

La confiabilidad es una alta prioridad para los diseñadores de equipos telefónicos y de comunicaciones modernos. Los diseñadores toman precauciones adicionales para proteger los circuitos de fallas empleando redundancia donde sea posible, especialmente para las fuentes de alimentación. Los voltajes de suministro y los fusibles se monitorean para detectar una falla inminente, a menudo a través de una compleja matriz de componentes de precisión. Los circuitos resultantes son costosos en términos de costos de componentes, espacio de placa y tiempo de ingeniería. El LTC1921 reemplaza los sistemas de monitoreo complejos con un sistema de monitoreo de precisión integrado simple pero versátil alojado completamente en un gabinete MSOP-8 o SO-8.

El LTC1921 es un monitor todo en uno de alta precisión para fuentes de alimentación redundantes de −48 V. Este dispositivo es el único monitor de alimentación dual de -48 V completamente integrado que cumple con las especificaciones comunes de telecomunicaciones para la advertencia de rango de potencia y también puede soportar los cruces de alto voltaje requeridos por los sistemas de telecomunicaciones. Con un segundo LTC1921, los sistemas duales de −48 V con diodos y fusibles de suministro y retorno de −48 V se pueden monitorear en la misma placa. Los circuitos basados ​​en LTC1921 descritos en este artículo se pueden usar para monitorear un sistema de alimentación redundante completo de 4 diodos y 48 V con precisión garantizada con solo unos pocos componentes externos.

El LTC1921 monitorea los voltajes de suministro dividiendo el voltaje internamente y comparando el resultado con una referencia de precisión interna. No se requieren componentes de precisión externos, lo que garantiza la máxima precisión y reduce el costo de los componentes, el espacio de la placa y los requisitos de ingeniería. El LTC1921 tiene umbrales de voltaje preestablecidos adoptados por la industria de las telecomunicaciones, que incluyen bajo voltaje (-38,5 V), recuperación de bajo voltaje (-43 V) y sobrevoltaje (-70 V). El umbral de sobretensión tiene una histéresis de 1,3 V que establece el umbral de recuperación de sobretensión. Estos umbrales se ajustan en fábrica para cumplir con los estrictos requisitos comunes a la mayoría de las especificaciones de fuentes de alimentación. Esto elimina la necesidad de calcular el error total de los componentes discretos (es decir, la referencia separada requerida de otro modo, compensaciones de múltiples comparadores y resistencias).

El LTC1921 está diseñado para indicar el estado de la energía en una amplia gama de condiciones. Para ello, la arquitectura interna es simétrica. El LTC1921 se conduce a través del pin de entrada del monitor de energía, V_A y V_b. La corriente de suministro se puede extraer de uno o ambos pines, por lo que el dispositivo puede funcionar correctamente siempre que al menos un suministro esté dentro del rango operativo. Dado que la energía no se extrae aguas abajo de los diodos ORing, el LTC1921 funciona correctamente incluso si fallan los fusibles o los diodos.

El LTC1921 mide dos voltajes de suministro comparándolos con una referencia común. Esto requiere que los rendimientos sean comunes, como es el caso de muchas tarjetas de conmutación de telecomunicaciones. Sin embargo, algunas aplicaciones tienen diodos OR de alimentación y retroalimentación en el tablero de distribución. Si se requiere monitoreo de retroalimentación por separado de una aplicación, y posiblemente fusión de retroalimentación, se puede usar un segundo LTC1921.

Una de las muchas configuraciones posibles, la Figura 1 muestra un circuito que permite monitorear múltiples retornos. En este circuito, cada LTC1921 funciona de forma independiente, con los pines RTN conectados a los pines de retorno en el borde de la placa en lugar del punto OR que conecta los retornos. Al monitorear las señales individuales de suministro y retorno, los monitores pueden comparar los voltajes de suministro en el borde de la placa sin caída de diodo del diodo ORing de retorno. Este circuito esencialmente replica el circuito de salida, por lo que hay cuatro salidas, cada una con un optoaislador separado. Las salidas del optoaislador se pueden combinar en modo AND u OR, pero se requieren las cuatro. En este circuito, si cualquiera de los voltajes de suministro cae fuera de especificación, su indicador respectivo pasa a un estado de advertencia. Si se abre un fusible o la fuente de alimentación falla por completo, todos los LED de esa fuente de alimentación indican una advertencia.

La Figura 2 muestra un enfoque ligeramente diferente. Todos los pines RTN en este caso están conectados al punto de retorno combinado. Se utiliza un LTC1921 para todas las fuentes de alimentación. El circuito tiene ventajas adicionales, utilizando esencialmente los mismos componentes que el ejemplo anterior. Las salidas de los dos LTC1921 se pueden conectar directamente a un OR, si es necesario, lo que reduce la cantidad de optoaisladores. Si no hay necesidad de fusibles de alimentación o advertencias independientes, se pueden combinar las salidas de ambos o de todos los monitores, como se muestra en la Figura 3. Además, los pares de fusibles/monitor de alimentación secundarios (VB y FUSEB) se pueden utilizar para la supervisión. fusible o diodo de la línea de retorno. Esto es posible gracias a la naturaleza simétrica de LTC1921. La potencia se puede extraer completamente de V_Ay V_b sirve como referencia para el pin de control del fusible de retorno (FUSIBLE B), lo que demuestra la flexibilidad de esta pieza.

Finalmente, la referencia RTN combinada permite que cada monitor de energía indique el estado correctamente incluso si se abre un fusible, ya que se suministra energía a ambos conjuntos de salidas siempre que al menos una fuente de alimentación esté funcionando.

El LTC1921 reduce el espacio de la placa, los costos de los componentes y el tiempo de ingeniería dedicado a los circuitos de monitoreo de energía de telecomunicaciones. Proporciona un sistema de monitoreo de precisión completamente integrado en un paquete MSOP-8 o SO-8. A pesar de sus requisitos de configuración extremadamente simples, el LTC1921 es lo suficientemente flexible para operar en una amplia variedad de sistemas de energía redundantes complejos.