作者:ADI? Noel Tenorio,產品應用工程師 Anthony Serquina,產品應用工程師
摘要
本文闡述了高性能電壓監控器的價值,討論了其基本定 義、工作原理、技術規格、拓撲結構和極性。某些高性能 電壓監控器旨在幫助基于微處理器的系統提升可靠性,防 止掉電狀況下系統出錯。本文提供了一些示例。
引言
嵌入式系統等需要進行大量計算和數據處理的應用,通常使用 微控制器、微處理器和現場可編程門陣列(FPGA)等器件來執行 復雜的計算例程,因為這些器件具有多功能性、高速度和靈 活性。然而,這些推薦使用的器件也存在限制和不同的電源要求,如果在系統開發的早期階段未加考慮,系統的性能和可靠 性可能會受影響。其中一個限制是掉電狀況下系統可能出現故障。當電源電壓降至最低工作電壓以下時,微控制器可能會發 生故障并導致系統出錯。幸運的是,電壓監控器專門設計用于 解決這個問題。
本文討論了高性能電壓監控器,包括ADI公司產品系列中的一些 產品。本文介紹了電壓監控器的功能、輸入和輸出基礎以及高 性能電源監控產品的其他基礎知識。
電壓監控器定義及其工作原理
電壓監控器是一類用于監控電壓供應軌的器件,只要滿足監控 條件,它就會提供一個可用來執行某種操作的輸出。它會檢測被監控電壓供應軌是否低于或超過預定義的電壓水平(稱為閾 值)。1 它提供的輸出信號通常稱為復位信號,用于將另一個器 件置于另一種工作模式,例如復位模式或活動模式。對于那些 在特定電壓范圍之外運行會導致錯誤和故障的應用來說,使用 電壓監控器也是十分合適的。有時,復位輸出也用于使能和禁 用另一個器件,例如在任何需要一定輸入電壓范圍才能正常運 行的應用中。一個典型的應用例子是使用電壓監控器來讓穩壓 器正常運行,如圖1a所示。為了確保啟動期間正常運行,LDO穩 壓器要求輸入中有足夠的能量,或者說需要足夠高的輸入電壓水平。
眾所周知,電壓監控器是與微控制器或MCU密切相關的搭檔。 當命令正在執行的時候,如果電源電壓降至最低工作范圍以 下,MCU就有發生故障和造成系統出錯的風險。在這種情況 下,MCU的電源電壓即為被監控電壓,MCU的最低工作電壓應為 閾值電壓。我們將在文中進一步討論如何定義閾值電平。用 于監控微控制器電源的電壓監控器的一個簡單例子是ADM809, 如圖1b所示。監控器檢測被監控的電壓水平,并將其饋入VCC引 腳。一旦被監控的電壓低于閾值,低電平有效復位輸出就會將 微處理器置于復位模式,直至電壓供應恢復到正常水平。3
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/06/C7/wKgZombqnFqAFXmYAABQfIGpagU400.jpg)
圖1. ADM809是電壓監控器的一個簡單例子,它監控輸入電壓以(a)在輸入 電壓水平處于正確范圍以內時使能LDO穩壓器,并(b)在掉電狀況下將微 處理器系統置于復位模式。
電壓監控器有哪些重要輸入規格參數?
關于電壓監控器,需要了解四個重要輸入規格參數。這將有助 于系統設計人員實施電壓監控器來提升系統在應用中的可靠 性。這些規格參數包括復位閾值、閾值精度、復位閾值滯回和 上電復位。
復位閾值
復位閾值是電壓電平;當被監控的電壓低于此值時,它就會發 出復位信號。在電壓監控器產品中,復位閾值通常標記為VTH。 當被監控電壓VCC降至復位閾值電壓VTH以下時,它會產生低電平 復位輸出,如圖2中的時序圖所示。在應用中,閾值電壓設置為 允許系統正常運行的最小電壓。
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/06/C7/wKgZombqnJqAFd9hAAA_qYXQKUo531.jpg)
圖2. 電壓監控器的被監控電壓VCC和復位輸出信號的時序圖。
設置復位閾值的一種方法是通過外部電阻分壓器。被監控電壓 的一小部分與基準電壓源進行比較,以了解被監控電壓是否高于或低于復位閾值,如圖3a所示。ADM8612是此配置的一個例 子。一些電壓監控器的復位閾值是在工廠通過激光調整由內部 電阻分壓器設置的,例如MAX16140。這帶來了一些優勢,例如外 部元件更少,可以為解決方案騰出額外空間,滿足緊湊型應用 的需求,如圖3b所示。它還能實現更高的精度,因為它不依賴 于外部因素(例如使用具有容差的標準值電阻)。然而,外部 電阻方案支持靈活地調整復位閾值電平。
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/07/B2/wKgaombqnPyAUCV4AABw-s5x6ms271.jpg)
圖3. 復位閾值的設置方法:(a) ADM8612復位閾值通過外部電阻分壓器設 置,(b) MAX16140復位閾值通過工廠調整的內部電阻分壓器設置。
閾值精度
閾值精度是指實際閾值與計算的復位閾值或目標復位閾值的接 近程度。一些因素會影響閾值的精度,包括電阻分壓器和基準 電壓。電阻分壓器和基準電壓都是模擬電路,受溫度等環境因 素的影響。這導致復位閾值有一定的容差。基準電壓和電阻越 穩健,容差就越嚴格,閾值精度就越高。閾值精度通常以百分 比表示。假設電壓監控器的閾值精度為±1%,閾值設置為3.3 V, 那么實際閾值可能在3.267 V至3.333 V左右。
了解閾值精度非常重要,因為這對于設置復位閾值至關重要。 如果在設置復位閾值時不考慮精度,系統可能會陷入不理想的 故障區域。
復位閾值滯回
復位閾值滯回是指被監控的電壓回到正常區域后,取消復位信 號所需的額外電壓。在監控欠壓的電壓監控器中,復位閾值滯回通常表示為VHYST或VTH+HYS。滯回有多項益處。首先,它確保被監 控的電壓回到正常水平,并且相對于閾值有一定的安全裕量。 其次,它能讓電源在復位取消之前先穩定下來,從而有助于解 決電源噪聲和不穩定性問題。在沒有滯回的情況下,當被監控 電壓超過閾值時,電壓監控器會反復發出或取消復位信號。4,5 這可能發生在有電源噪聲的應用中,或發生在電池供電的系統 中,因為受內部電阻的影響,電壓會隨著負載電流而下降。圖4 中的紫色陰影區域顯示了一個例子。同時,由于存在滯回,復 位輸出將使系統保持復位模式,直到電源穩定,從而消除系統 的不穩定和振蕩行為,如圖4.4中的藍色陰影區域所示。
![圖4. 有滯回和無滯回的復位輸出行為比較](https://file1.elecfans.com/web2/M00/07/B2/wKgaombqnVCAZz7LAABDnIfaZJc775.jpg)
圖4. 有滯回和無滯回的復位輸出行為比較
上電復位
在啟動期間,當電源電壓開始上升時,電壓監控器的內部電路 沒有足夠的偏置。因此,復位輸出處于未定義狀態。隨著電源 電壓繼續上升,它將達到某一電壓供應水平,使電壓監控器脫 離未定義狀態并發出有效的復位信號。讓監控器處于規定狀態 并提供有效復位輸出的最小電源電壓稱為上電復位電壓或VPOR。 考慮圖3b中的電壓監控器簡化示意圖。假設開漏復位輸出上拉 至VCC,在未定義狀態下,復位輸出將反映電源電壓VCC。這會在 復位輸出中產生一個毛刺,稱為上電毛刺。6 當電源電壓達到VPOR 時,監控器就會發出有效的復位輸出信號,如圖5所示。
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/07/B2/wKgaombqnYuAF818AABEcJZnSPY635.jpg)
圖5. 啟動過程中的上電毛刺和上電復位電壓V POR。
在某些應用中,上電毛刺會被忽略且無關緊要,例如在高壓系 統中。但是,對于某些應用來說,例如在邏輯高電壓閾值較低 的器件中,這是不可取的。
電壓監控器有哪些輸出規格參數需要考慮?
設計電壓監控器時,需要考慮的一個因素是復位輸出極性和時 序。您可以根據應用選擇極性——低電平有效輸出或是高電平 有效輸出。
低電平有效
低電平有效輸出意味著,只要被監控電壓低于閾值電壓,復位 輸出就會變為低電平。圖2中的時序圖顯示了具有低電平有效輸 出的電壓監控器的響應。為了便于識別,低電平有效復位輸出 標記為RESET(讀作RESET杠)。當被監控電壓上升到閾值電壓以 上時,RESET輸出將在指定時間內保持有效,然后才會變為高電 平。此時間延遲稱為復位超時周期(tRP),它可以是固定時間,也 可以通過外部電容調整。
高電平有效
根據輸出要求,系統可能需要高電平有效輸出。與低電平有效 輸出相反,在高電平有效輸出中,當被監控電壓低于閾值時, 復位輸出變為高電平;當被監控電壓在復位超時周期tRP后上升 到閾值電壓以上時,復位輸出變為低電平。圖解參見圖6。
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/07/B3/wKgaombqnfOASs8tAAA8fSyKRsI019.jpg)
圖6. 高電平有效復位輸出的VCC和復位信號的時序圖。
根據具體應用,需要考慮的另一個因素是輸出拓撲結構。主要 使用兩種輸出拓撲結構——開漏拓撲和推挽拓撲。
推挽輸出拓撲
推挽輸出拓撲由一對互補MOSFET組成,如圖7所示。當底部FET關 斷且頂部FET導通時,復位輸出變為高電平;當底部FET導通且 頂部FET關斷時,復位輸出變為低電平。推挽輸出提供從低電平 到高電平、從高電平到低電平的幾乎軌到軌的高速響應。
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/06/C7/wKgZombqnk-ASMoeAAA1WU1YNt4787.jpg)
圖7. 推挽輸出拓撲。
低電平有效推挽復位輸出適用于大多數應用,但也可采用其他 輸出類型。如圖8所示,單電壓系統中的推挽輸出很簡單,但多 電壓系統中的推挽輸出需要更加留心,尤其是當微控制器只有 一個復位輸入時。
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/07/B3/wKgaombqnn6AWfMNAABBsLxLe9U690.jpg)
圖8. 單電壓系統。
開漏輸出拓撲
對于開漏拓撲,監控電路的復位輸出是內部MOSFET的漏極。為 了產生類似圖3b所示的邏輯信號輸出,需要從復位連接一個外 部上拉電阻到電源電壓。當MOSFET導通時,復位信號變為低電 平;當MOSFET關斷時,復位信號變為高電平。上拉電阻可以連 接到除監控電路電源之外的電壓軌。這對于需要不同于監控器 電源電壓的復位電平的系統來說非常有利。
開漏輸出的另一個優點是“線或”功能。將兩個或多個監控電 路的開漏輸出連接到同一總線上,可以實現“負邏輯或”電 路。9 這意味著,當任何一個監控電路的復位輸出變為低電平 時,總線為低電平。僅當所有復位輸出都是高電平時,總線才 為高電平。如果想要監控多個電源,并在任何一個電源電壓下 降時觸發復位,這種拓撲會很方便。
應用案例
圖9、10和11顯示了電壓監控器不同輸出拓撲和極性的一些典型 應用案例。圖9顯示了一個應用開漏拓撲的多電壓系統示例。 在多電壓軌系統中,可以利用菊花鏈連接的低電平有效輸出來 執行時序控制,如圖10a和10b所示。在某些應用中,正確的電源 時序控制可能是首要的考慮因素之一。多軌系統(如基于FPGA 的解決方案)通常需要并指定適當的電源時序,以防止出現 系統故障和不穩定情況。圖11a和11b顯示了應用高電平有效輸出 的示例。對于這些情況,高電平有效輸出用于使能或禁用高側 MOSFET,以實現開/關控制方案。此類配置可用于過壓保護、低 壓時序控制等電路。高側MOSFET也可使用電壓監控器的低電平 有效輸出來驅動。有關詳細信息,請參閱文章“利用低電平有 效輸出驅動高側MOSFET輸入開關以實現系統功率循環。”
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/06/C7/wKgZombqn9uABuiXAAC0doY7GCU165.jpg)
圖9. 多電壓系統共用一個微處理器復位輸入。
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圖10. 使用低電平有效輸出(a)推挽拓撲和(b)開漏拓撲的多軌時序控制。
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/07/B3/wKgaombqoCyATr55AABs6Im-764747.jpg)
圖11. 高電平有效輸出極性的應用。(a)采用推挽拓撲的N溝道MOSFET低壓時 序控制。(b)采用開漏拓撲的P溝道MOSFET過壓保護電路。
結論
電壓監控器用于使能、禁用或復位另一個器件。監控器的常見 應用是復位微控制器。監控器保護系統免受錯誤和故障的影 響,從而提升應用的整體可靠性。設計時需要考慮電壓監控 器的輸入、輸出和時序規格。監控器具有不同的輸出拓撲和極 性,在不同的應用場景中可以發揮不同的優勢,從而實現預期 功能并提高系統可靠性。
作者簡介
Noel Tenorio是ADI菲律賓公司的產品應用經理,主要負責多市場功率處理高性能電源監控產品。他于2016 年8月加入ADI公司。在加入ADI公司之前,他在一家開關模式電源研發公司作為設計工程師工作了六 年。他擁有菲律賓八打雁國立大學電子與通信工程學士學位、電力電子專業電氣工程研究生學位,以 及瑪普阿大學電子工程理學碩士學位。在負責電源監控產品之前,他還在熱電冷卻器控制器產品的應 用支持領域擔任過重要職務。
作者簡介
Anthony Serqui?a是ADI菲律賓公司的產品應用經理。他畢業于菲律賓碧瑤市圣路易斯大學,獲電子和通信 工程學士學位。他在電力電子領域擁有超過15年的經驗,包括電源管理IC開發以及AC-DC和DC-DC前端電 源轉換。他于2018年11月加入ADI公司,目前負責多市場電源產品的新產品開發應用工作。
摘要
本文闡述了高性能電壓監控器的價值,討論了其基本定 義、工作原理、技術規格、拓撲結構和極性。某些高性能 電壓監控器旨在幫助基于微處理器的系統提升可靠性,防 止掉電狀況下系統出錯。本文提供了一些示例。
引言
嵌入式系統等需要進行大量計算和數據處理的應用,通常使用 微控制器、微處理器和現場可編程門陣列(FPGA)等器件來執行 復雜的計算例程,因為這些器件具有多功能性、高速度和靈 活性。然而,這些推薦使用的器件也存在限制和不同的電源要求,如果在系統開發的早期階段未加考慮,系統的性能和可靠 性可能會受影響。其中一個限制是掉電狀況下系統可能出現故障。當電源電壓降至最低工作電壓以下時,微控制器可能會發 生故障并導致系統出錯。幸運的是,電壓監控器專門設計用于 解決這個問題。
本文討論了高性能電壓監控器,包括ADI公司產品系列中的一些 產品。本文介紹了電壓監控器的功能、輸入和輸出基礎以及高 性能電源監控產品的其他基礎知識。
電壓監控器定義及其工作原理
電壓監控器是一類用于監控電壓供應軌的器件,只要滿足監控 條件,它就會提供一個可用來執行某種操作的輸出。它會檢測被監控電壓供應軌是否低于或超過預定義的電壓水平(稱為閾 值)。1 它提供的輸出信號通常稱為復位信號,用于將另一個器 件置于另一種工作模式,例如復位模式或活動模式。對于那些 在特定電壓范圍之外運行會導致錯誤和故障的應用來說,使用 電壓監控器也是十分合適的。有時,復位輸出也用于使能和禁 用另一個器件,例如在任何需要一定輸入電壓范圍才能正常運 行的應用中。一個典型的應用例子是使用電壓監控器來讓穩壓 器正常運行,如圖1a所示。為了確保啟動期間正常運行,LDO穩 壓器要求輸入中有足夠的能量,或者說需要足夠高的輸入電壓水平。
眾所周知,電壓監控器是與微控制器或MCU密切相關的搭檔。 當命令正在執行的時候,如果電源電壓降至最低工作范圍以 下,MCU就有發生故障和造成系統出錯的風險。在這種情況 下,MCU的電源電壓即為被監控電壓,MCU的最低工作電壓應為 閾值電壓。我們將在文中進一步討論如何定義閾值電平。用 于監控微控制器電源的電壓監控器的一個簡單例子是ADM809, 如圖1b所示。監控器檢測被監控的電壓水平,并將其饋入VCC引 腳。一旦被監控的電壓低于閾值,低電平有效復位輸出就會將 微處理器置于復位模式,直至電壓供應恢復到正常水平。3
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/06/C7/wKgZombqnFqAFXmYAABQfIGpagU400.jpg)
圖1. ADM809是電壓監控器的一個簡單例子,它監控輸入電壓以(a)在輸入 電壓水平處于正確范圍以內時使能LDO穩壓器,并(b)在掉電狀況下將微 處理器系統置于復位模式。
電壓監控器有哪些重要輸入規格參數?
關于電壓監控器,需要了解四個重要輸入規格參數。這將有助 于系統設計人員實施電壓監控器來提升系統在應用中的可靠 性。這些規格參數包括復位閾值、閾值精度、復位閾值滯回和 上電復位。
復位閾值
復位閾值是電壓電平;當被監控的電壓低于此值時,它就會發 出復位信號。在電壓監控器產品中,復位閾值通常標記為VTH。 當被監控電壓VCC降至復位閾值電壓VTH以下時,它會產生低電平 復位輸出,如圖2中的時序圖所示。在應用中,閾值電壓設置為 允許系統正常運行的最小電壓。
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/06/C7/wKgZombqnJqAFd9hAAA_qYXQKUo531.jpg)
圖2. 電壓監控器的被監控電壓VCC和復位輸出信號的時序圖。
設置復位閾值的一種方法是通過外部電阻分壓器。被監控電壓 的一小部分與基準電壓源進行比較,以了解被監控電壓是否高于或低于復位閾值,如圖3a所示。ADM8612是此配置的一個例 子。一些電壓監控器的復位閾值是在工廠通過激光調整由內部 電阻分壓器設置的,例如MAX16140。這帶來了一些優勢,例如外 部元件更少,可以為解決方案騰出額外空間,滿足緊湊型應用 的需求,如圖3b所示。它還能實現更高的精度,因為它不依賴 于外部因素(例如使用具有容差的標準值電阻)。然而,外部 電阻方案支持靈活地調整復位閾值電平。
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/07/B2/wKgaombqnPyAUCV4AABw-s5x6ms271.jpg)
圖3. 復位閾值的設置方法:(a) ADM8612復位閾值通過外部電阻分壓器設 置,(b) MAX16140復位閾值通過工廠調整的內部電阻分壓器設置。
閾值精度
閾值精度是指實際閾值與計算的復位閾值或目標復位閾值的接 近程度。一些因素會影響閾值的精度,包括電阻分壓器和基準 電壓。電阻分壓器和基準電壓都是模擬電路,受溫度等環境因 素的影響。這導致復位閾值有一定的容差。基準電壓和電阻越 穩健,容差就越嚴格,閾值精度就越高。閾值精度通常以百分 比表示。假設電壓監控器的閾值精度為±1%,閾值設置為3.3 V, 那么實際閾值可能在3.267 V至3.333 V左右。
了解閾值精度非常重要,因為這對于設置復位閾值至關重要。 如果在設置復位閾值時不考慮精度,系統可能會陷入不理想的 故障區域。
復位閾值滯回
復位閾值滯回是指被監控的電壓回到正常區域后,取消復位信 號所需的額外電壓。在監控欠壓的電壓監控器中,復位閾值滯回通常表示為VHYST或VTH+HYS。滯回有多項益處。首先,它確保被監 控的電壓回到正常水平,并且相對于閾值有一定的安全裕量。 其次,它能讓電源在復位取消之前先穩定下來,從而有助于解 決電源噪聲和不穩定性問題。在沒有滯回的情況下,當被監控 電壓超過閾值時,電壓監控器會反復發出或取消復位信號。4,5 這可能發生在有電源噪聲的應用中,或發生在電池供電的系統 中,因為受內部電阻的影響,電壓會隨著負載電流而下降。圖4 中的紫色陰影區域顯示了一個例子。同時,由于存在滯回,復 位輸出將使系統保持復位模式,直到電源穩定,從而消除系統 的不穩定和振蕩行為,如圖4.4中的藍色陰影區域所示。
![圖4. 有滯回和無滯回的復位輸出行為比較](https://file1.elecfans.com/web2/M00/07/B2/wKgaombqnVCAZz7LAABDnIfaZJc775.jpg)
圖4. 有滯回和無滯回的復位輸出行為比較
上電復位
在啟動期間,當電源電壓開始上升時,電壓監控器的內部電路 沒有足夠的偏置。因此,復位輸出處于未定義狀態。隨著電源 電壓繼續上升,它將達到某一電壓供應水平,使電壓監控器脫 離未定義狀態并發出有效的復位信號。讓監控器處于規定狀態 并提供有效復位輸出的最小電源電壓稱為上電復位電壓或VPOR。 考慮圖3b中的電壓監控器簡化示意圖。假設開漏復位輸出上拉 至VCC,在未定義狀態下,復位輸出將反映電源電壓VCC。這會在 復位輸出中產生一個毛刺,稱為上電毛刺。6 當電源電壓達到VPOR 時,監控器就會發出有效的復位輸出信號,如圖5所示。
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/07/B2/wKgaombqnYuAF818AABEcJZnSPY635.jpg)
圖5. 啟動過程中的上電毛刺和上電復位電壓V POR。
在某些應用中,上電毛刺會被忽略且無關緊要,例如在高壓系 統中。但是,對于某些應用來說,例如在邏輯高電壓閾值較低 的器件中,這是不可取的。
電壓監控器有哪些輸出規格參數需要考慮?
設計電壓監控器時,需要考慮的一個因素是復位輸出極性和時 序。您可以根據應用選擇極性——低電平有效輸出或是高電平 有效輸出。
低電平有效
低電平有效輸出意味著,只要被監控電壓低于閾值電壓,復位 輸出就會變為低電平。圖2中的時序圖顯示了具有低電平有效輸 出的電壓監控器的響應。為了便于識別,低電平有效復位輸出 標記為RESET(讀作RESET杠)。當被監控電壓上升到閾值電壓以 上時,RESET輸出將在指定時間內保持有效,然后才會變為高電 平。此時間延遲稱為復位超時周期(tRP),它可以是固定時間,也 可以通過外部電容調整。
高電平有效
根據輸出要求,系統可能需要高電平有效輸出。與低電平有效 輸出相反,在高電平有效輸出中,當被監控電壓低于閾值時, 復位輸出變為高電平;當被監控電壓在復位超時周期tRP后上升 到閾值電壓以上時,復位輸出變為低電平。圖解參見圖6。
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圖6. 高電平有效復位輸出的VCC和復位信號的時序圖。
根據具體應用,需要考慮的另一個因素是輸出拓撲結構。主要 使用兩種輸出拓撲結構——開漏拓撲和推挽拓撲。
推挽輸出拓撲
推挽輸出拓撲由一對互補MOSFET組成,如圖7所示。當底部FET關 斷且頂部FET導通時,復位輸出變為高電平;當底部FET導通且 頂部FET關斷時,復位輸出變為低電平。推挽輸出提供從低電平 到高電平、從高電平到低電平的幾乎軌到軌的高速響應。
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圖7. 推挽輸出拓撲。
低電平有效推挽復位輸出適用于大多數應用,但也可采用其他 輸出類型。如圖8所示,單電壓系統中的推挽輸出很簡單,但多 電壓系統中的推挽輸出需要更加留心,尤其是當微控制器只有 一個復位輸入時。
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圖8. 單電壓系統。
開漏輸出拓撲
對于開漏拓撲,監控電路的復位輸出是內部MOSFET的漏極。為 了產生類似圖3b所示的邏輯信號輸出,需要從復位連接一個外 部上拉電阻到電源電壓。當MOSFET導通時,復位信號變為低電 平;當MOSFET關斷時,復位信號變為高電平。上拉電阻可以連 接到除監控電路電源之外的電壓軌。這對于需要不同于監控器 電源電壓的復位電平的系統來說非常有利。
開漏輸出的另一個優點是“線或”功能。將兩個或多個監控電 路的開漏輸出連接到同一總線上,可以實現“負邏輯或”電 路。9 這意味著,當任何一個監控電路的復位輸出變為低電平 時,總線為低電平。僅當所有復位輸出都是高電平時,總線才 為高電平。如果想要監控多個電源,并在任何一個電源電壓下 降時觸發復位,這種拓撲會很方便。
應用案例
圖9、10和11顯示了電壓監控器不同輸出拓撲和極性的一些典型 應用案例。圖9顯示了一個應用開漏拓撲的多電壓系統示例。 在多電壓軌系統中,可以利用菊花鏈連接的低電平有效輸出來 執行時序控制,如圖10a和10b所示。在某些應用中,正確的電源 時序控制可能是首要的考慮因素之一。多軌系統(如基于FPGA 的解決方案)通常需要并指定適當的電源時序,以防止出現 系統故障和不穩定情況。圖11a和11b顯示了應用高電平有效輸出 的示例。對于這些情況,高電平有效輸出用于使能或禁用高側 MOSFET,以實現開/關控制方案。此類配置可用于過壓保護、低 壓時序控制等電路。高側MOSFET也可使用電壓監控器的低電平 有效輸出來驅動。有關詳細信息,請參閱文章“利用低電平有 效輸出驅動高側MOSFET輸入開關以實現系統功率循環。”
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/06/C7/wKgZombqn9uABuiXAAC0doY7GCU165.jpg)
圖9. 多電壓系統共用一個微處理器復位輸入。
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圖10. 使用低電平有效輸出(a)推挽拓撲和(b)開漏拓撲的多軌時序控制。
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圖11. 高電平有效輸出極性的應用。(a)采用推挽拓撲的N溝道MOSFET低壓時 序控制。(b)采用開漏拓撲的P溝道MOSFET過壓保護電路。
結論
電壓監控器用于使能、禁用或復位另一個器件。監控器的常見 應用是復位微控制器。監控器保護系統免受錯誤和故障的影 響,從而提升應用的整體可靠性。設計時需要考慮電壓監控 器的輸入、輸出和時序規格。監控器具有不同的輸出拓撲和極 性,在不同的應用場景中可以發揮不同的優勢,從而實現預期 功能并提高系統可靠性。
作者簡介
Noel Tenorio是ADI菲律賓公司的產品應用經理,主要負責多市場功率處理高性能電源監控產品。他于2016 年8月加入ADI公司。在加入ADI公司之前,他在一家開關模式電源研發公司作為設計工程師工作了六 年。他擁有菲律賓八打雁國立大學電子與通信工程學士學位、電力電子專業電氣工程研究生學位,以 及瑪普阿大學電子工程理學碩士學位。在負責電源監控產品之前,他還在熱電冷卻器控制器產品的應 用支持領域擔任過重要職務。
作者簡介
Anthony Serqui?a是ADI菲律賓公司的產品應用經理。他畢業于菲律賓碧瑤市圣路易斯大學,獲電子和通信 工程學士學位。他在電力電子領域擁有超過15年的經驗,包括電源管理IC開發以及AC-DC和DC-DC前端電 源轉換。他于2018年11月加入ADI公司,目前負責多市場電源產品的新產品開發應用工作。
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