在无线收发器等使用中，体系普通处于偏远地域，平日由电池供电。因为鲜少有人可以或许前去现场举行干涉干与，此类使用必需继续运转。体系继续无举止或挂起后，需求复位体系以复原操纵。为了完成体系复位，能够堵截电源电压，断开体系电源，而后再次连贯电源以重启体系。本文将探究应用甚么要领和手艺能够监控电路的低电平无效输出来驱动高端输出开关，从而施行体系电源轮回。
为了进步电子体系的可靠性和稳重性，一种要领是实行可以或许检测毛病并实时呼应的维护机制。这些机制就像平安樊篱，可以或许加重潜伏侵害，确保体系失常运转。电源轮回能够确保体系失常运转并供应维护，通常在体系无响应和不举止时事情，以使其可以或许继续运行。电源轮回借助电源开关完成，该开关会先断开电源输出与下流电子体系之间的门路，再闭合相干门路以重启体系。一旦体系的微控制器单位(MCU)无呼应，而且继续不举止，体系就会进入复位模式，开端电源轮回。
较常用于完成高端电源门路或输出开关的要领是应用MOSFET。N沟道或P沟道MOSFET都可用作输出开关，每种开关的驱动请求各有分歧。驱动N沟道MOSFET作为高端开关有点庞杂，是以，通常会选用P沟道MOSFET。
监控电路经由过程监测电源电压和/或应用看门狗定时器检测是不是存在脉冲，能够轻松检测到体系是不是处于不举止状况。看门狗定时器性能增强了监控电路作为综合维护解决计划的才能。一旦检测到不举止状况，看门狗定时器就会置位复位输入，该输入一般为低电平无效旌旗灯号。此旌旗灯号可用于将微控制器置于复位模式，或触发弗成屏障中缀，促使体系采用纠正步伐。尽管低电平无效输入首要用于复位微控制器，但在体系长期无呼应等情况下，也需求施行电源轮回。为此，能够应用多种手艺从监控电路低电平无效输入驱动高端P沟道MOSFET输出开关，从而取得更卓越的体系可靠性。
应用 MOSFET 作为高端输出开关
图1为一个使用电路，使用了高端输出开关维护下流电子体系不受掉电毛病影响。MOSFET 支撑依据使用需求，轻松抉择适量的电压和电流额定值，是体系高端开关设想的现实器件。
图1.高端输出开关完成示例，可维护体系不受掉电毛病影响
高端输出开关可所以 N 沟道或 P 沟道 MOSFET。栅极电压较低时，N 沟道 MOSFET 开关断开，电源电压连贯随之断开。要使 N 沟道 MOSFET 完整闭合并将电源连接到下流电子体系，栅极电压必需比电源电压高，而且差值需至多即是 MOSFET 阈值电压。是以，如应用 N 沟道 MOSFET 作为高端输出开关，将需求额定设置电路，比方电荷泵。有些维护电路还集成为了比拟器和电荷泵来驱动高端 N 沟道 MOSFET，同时坚持解决计划的简单性。应用 P 沟道 MOSFET 作为高端输出开关不需要电荷泵，但极性相同。这类要领更简略，于是成为许多使用的经常使用要领。
监控电路输入驱动输出开关
在电路中应用P沟道MOSFET时，先为栅极、源极和漏极度创建适量的偏置前提异常首要。栅源电压(VGS)在操纵MOSFET导通方面起着关头感化。关于P沟道MOSFET，栅极电压必需比源极电抬高，而且差值需至多即是MOSFET阈值电压。此负偏置确保P沟道MOSFET偏置到其有源区，使电流能够从源极流向漏极。另外，栅源阈值电压 (VGS(th)) 抉择了在栅极和源极端子之间创建导电通道所需的最小电压。关于P沟道MOSFET， (VGS(th)) 平日指定为负值，暗示相对源极而言，栅极电压需求足够低能力导通。另一个首要思量要素是漏源电压(VDS)，这是施加在漏极和源极端子上的电压。MOSFET必须在划定的VDS限值内事情，以避免毁坏器件。
电压监视器或监控电路可认为其逻辑电平输入供应两种抉择：低电平无效和高电平无效输入旌旗灯号。前者“低电平无效”是指当输出前提为真且失掉餍足时，输入置为低电平；而当输出前提为假时，输入置为高电平。后者“高电平无效”是指当输出前提为真时，输入置为高电平；而当输出前提为假且未失掉餍足时，输入置为低电平。监控电路常用于复位微控制器，是以毛病时期会应用低电平无效输入将微控制器的复位引脚拉低。应用高电平无效输入驱动P沟道MOSFET异常简略，关于开漏拓扑来讲尤其云云。
监控电路的高电平无效输入连接到 P 沟道 MOSFET 的栅极。当监控的电压低于指定阈值时，OUT 引脚将栅极拉低，接通 P 沟道 MOSFET。负载是以连接到电源电压。当监控的电压跨越阈值时，OUT 引脚变成高电平，P 沟道 MOSFET 关断，负载与电源电压断开连贯。
图 2 中, 低压可调时序操纵和监控电路MAX16052用作过压维护电路。该器件的OUT引脚间接连接到P沟道MOSFET的栅极。P沟道MOSFET的源极连接到输出电压，漏极连接到负载。内部上拉电阻连接在VCC 和P沟道MOSFET栅极之间，以在OUT引脚为低电平时让栅极坚持高电平。
图2.P沟道MOSFET用作高端输出开关，可提供过压维护
当监控的电压低于MAX16052指定的流动阈值时，OUT引脚将栅极引脚拉低，致使P沟道MOSFET开关处于短路状况或导通状况。当监控的电压跨越阈值时，OUT引脚变成高电平，P沟道MOSFET关断，负载与电源电压断开连贯。
在某些使用冀望的监控请求大概仅适用于低电平无效输入。这意味着餍足监控前提输入信号为低电平。在这些情况下咱们需要借助一些手艺应用低电平无效输入操纵输出开关比方体系32秒举止后微控制器需求复位，128秒继续举止体系需求启用电源轮回那末能够应用看门狗定时器的看门狗输出(WDI)引脚来检测举止情形。当一段时候（看门狗超时时长tWD）内没有检测到脉冲或变化时，看门狗输入(WDO变成低电平。带有看门狗定时器的MAX16155nanopower电源监控器有多个型号能够餍足所需的32 s和128 s看门狗超时时长请求。为了完成所需性能咱们需求两个看门狗定时器，一个用于复位微控制器，另一个用于启动图3所示的电源轮回例程此中要解决首要挑衅在于肯定若何应用分歧型号看门狗定时器的低电平输入举止体系呼应状态下断开输出开关完成电源轮回。
图3.使用了两个拥有分歧看门狗超时时长的 MAX16155 看门狗定时器分手用于软复位和电源轮回
NPN 双极结型晶体管用作驱动电路
驱动 P 沟道高端开关的一种要领应用 NPN 双极结型晶体管(BJT)，如图4所示。此电路构成一个逆变器，将来自看门狗输入的低电平无效旌旗灯号转换为P沟道 MOSFET 开关所需的高电平逻辑旌旗灯号。
图4.应用NPN双极结型晶体管(Q1)从低电平无效输入驱动P沟道MOSFET(Q2)
电阻分压器连接到高端MOSFET开关的栅极引脚和源极引脚操纵其栅源电压(VGS)。该栅源电压抉择了MOSFET坚持状况仍是关断状况。当WDO引脚激活NPN双极结型晶体管时，电流流过晶体管。这会将电阻分压器拉低至GND，从而转变电阻分压器结点处的电压而后，此电压被施加到高端MOSFET的栅极引脚。这会发生一个电位差，栅极引脚的电位低于源极引脚的电位致使MOSFET导通。当MOSFET处于状况时，电源就被提供给体系微处理器或负载表现体系处于举止状况，电源经由过程开关Q2供应的电流固定情形。
图5.失常运行时的电流体系处于举止状况
然而，当微处理器呼应无奈在MAX16155看门狗定时器预约超时时长供应输出脉冲时，就会产生看门狗超时事情，WDO置为低电平是以，NPN BJT Q1的基极致使其关断。当Q1断开时，P沟道MOSFET Q2上栅极和源极的电压将大致相称，这足以使其关断。
如图5所示，NPN双极结型晶体管的集电极引脚连接到高端MOSFET两头的电阻因为NPN双极结型晶体管处于关断状况，电阻分压器结点和栅极上的电压将大致即是源极引脚中的电压。这将致使MOSFET的栅极和源极之间的电位差为零，从而无奈餍足MOSFET Q2坚持状况所需的VGS阈值是以跟着MOSFET关断，微处理器的3.3 V电源也被断开，从而无效堵截微处理器或负载的电源体系举止和电源轮回时期的等效电路和电流如图6所示。
图6.体系举止时期的电流固定产生电源轮回
当WDO输入脉冲宽度实现前往高电平体系复原失常运转。在此阶段，微处理器复原向WDI引脚发送惯例输出脉冲，以防更多看门狗超时事情产生。NPN双极结型晶体管前往举止状况，使高端MOSFET能够坚持状况，确保微处理器或负载的电源不间断表现应用NPN双极晶体管的电源轮回事情时期的波形。如CH1所示，在WDI旌旗灯号中未检测到任何变迁，这意味着体系处于举止状况经由超时时长后，CH2中的WDO旌旗灯号置为低电平，在此时期，高端输出开关Q1断开是以，CH3中没有测量到电压，MCU也没有电源电压体系开端重启。CH4是负载损耗输入电流，该电流变成零安培注解负载已与电源电压断开连贯。
图7.驱动电路接纳NPN双极结型晶体管旌旗灯号（CH1—WDI旌旗灯号；CH2—WDO旌旗灯号；CH3—MCU电源；CH4—IOUT).
N沟道MOSFET用作驱动电路
另一种接纳N沟道MOSFET的驱动电路可用来操纵高端P沟道MOSFET应用双极晶体管相比这类要领有几个好处。
N沟道MOSFET的低导通电阻可确保器件异常于是功耗更低，能效更高。MOSFET倏地开关特点收缩呼应时候，监控体系及时功能得以加强。MOSFET的另一个好处是开关消耗更低事情频次更高。这有助于完成安稳高效操纵节减电量，对电池供电近似使用异常有利。
Figure 8. Using an N-channel MOSFET (Q1) in driving a P-channel MOSFET (Q2) from an active low output.
图9.驱动电路接纳N沟道MOSFET旌旗灯号（CH1—WDI旌旗灯号；CH2—WDO旌旗灯号；CH3—MCU电源；CH4—IOUT）.
本文接头的高端开关驱动要领不仅对无线收发器有利并且毛病时期比方性能本色平安体系情形需求经由过程电源轮回例程供应体系维护其余使用颇有赞助。检测级取决于产生电源轮回所需前提，既可所以检测电压毛病的电压监控器，或是避免过流的电流传感器所以其余手艺。本文接头若何应用拥有低电平无效输入的传感器和电源监控器完成电源轮回，从而维护下流体系。
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